Aspects écologiques, épidémiologiques et moléculaires de Borrelia burgdorferi (B. burgdorferi) sensu lato : répercussions associées à la diversité, à la

répartition et aux variations génomiques des spirochètes de la borréliose de Lyme

Biology Centre CAS, Institute of Parasitology

Laboratory of Molecular Ecology of Vectors and Pathogens 31, Branisovska, bureau 37005, Ceske Budejovice, République tchèque

natasha@paru.cas.cz

Natasha Rudenko

Susan Oliver

vecteur hôte

agent pathogène

Quels facteurs rendent le système de la borréliose de Lyme si efficace?

Les diverses interactions qui se produisent entre les spirochètes, les tiques vectrices et l’hôte font de Borrelia un

agent pathogène insaisissable!!!

QUELQUES FAITS SUR LES TIQUES

On dénombre près de 900 espèces de tiques; 10 % d’entre elles sont une source de préoccupations chez les humains.

Toutes les tiques se nourrissent obligatoirement de sang et ne s’implantent pas de façon permanente.

Parmi leurs hôtes figurent tous les vertébrés terrestres.

Les tiques sont des vecteurs de davantage de types de microorganismes que tout autre taxon d’arthropodes.

Leur répartition dans le monde s’étend de l’Arctique à l’Antarctique.

Les genres de tiques dures les plus importants sont les suivants :

Amblyomma, Boophilus, Dermacentor;

Haemaphysalis, Hyalomma, Ixodes et Rhipicephalus.

Répartition mondiale des grandes espèces de tiques du genre Ixodes d’importance médicale et vétérinaire

(vecteurs passerelles)

I. pacificus

I. scapularis I. ricinus I. persulcatus

Adapté à partir de B. Rosner 2006; www.lymebook.com

Les tiques, importantes comme vecteurs de « maintenance » de B. burgdorferi

(ne mordent habituellement pas les humains)

I. hexagonus, I. trianguliceps, I. uriae, H. concinna, – Europe; I. minor, I. affinis, I. dentatus, I. spinipalpis – États-Unis;

I. turdus, I. ovatus, I. columnae, I. tanuki – Japon; I. nipponensis – Corée, Japon;

I. granulatus, I. monospinosus – Chine, Corée; I. moschiferi, H. concinna, H. longicornis, H. bispinosa – Chine;

Dans certaines régions, la présence de vecteurs de maintenance semble jouer

un rôle plus important dans le cycle enzootique de B. burgdorferi l.s.

que les vecteurs passerelles qui se nourrissent sur les mêmes hôtes et mordent les humains (Oliver, 1996).

Espèces de tiques confirmées en laboratoire comme étant des vecteurs de B. burgdorferi sensu lato (Eisen et Lane)

Espèce de tique Bb SL Bb ss B. afzelii B. garinii B. bissettii

I. affinis ☺

I. angustus ☺ ☺

I. dentatus ☺

I. hexagonus ☺

I. jellisoni ☺

I. minor ☺ ☺

I. muris ☺

I. pacificus ☺ ☺

I. persulcatus ☺

I. ricinus ☺ ☺ ☺ ☺ ☺

I. scapularis ☺ ☺ ☺ ☺ ☺

I. spinipalpis ☺ ☺

I. sinensis ☺

Espèces de tiques confirmées en laboratoire comme étant des vecteurs de B. burgdorferi sensu lato (Eisen et Lane)

Espèce de tique Bb SL Bb ss B. afzelii B. garinii B. bissettii

I. affinis ☺

I. angustus ☺ ☺

I. dentatus ☺

I. hexagonus ☺

I. jellisoni ☺

I. minor ☺ ☺

I. muris ☺

I. pacificus ☺ ☺

I. persulcatus ☺

I. ricinus ☺ ☺ ☺ ☺ ☺

I. scapularis ☺ ☺ ☺ ☺ ☺

I. spinipalpis ☺ ☺

I. sinensis ☺

Hôtes réservoirs de B. burgdorferi sensu lato

Les hôtes réservoirs efficaces de B. burgdorferi l.s. partagent plusieurs caractéristiques.

Ils sont abondants, un grand nombre d’entre eux sont naturellement infectés et ils servent d’hôtes à de nombreuses tiques qui sont des vecteurs compétents.

Habituellement, ils n’acquièrent pas de résistance à la suite de

l’alimentation répétée des tiques.

Ils sont facilement infectés et demeurent infectés et infectieux pour des vecteurs compétents (tiques) sur des périodes prolongées,

souvent pour toute la vie.

Les spirochètes de la maladie de Lyme infectent diverses espèces animales, mais ce ne sont pas toutes ces espèces qui peuvent servir d’hôtes compétents.

Hôtes réservoirs - mammifères; - rongeurs;

- oiseaux; - lézards.

Profil de réaction du complément sérique des vertébrés aux spirochètes

de B. burgdorferi l.s.

Ticha et al., 2016 Ticha et al., 2016

Complexe en expansion des spirochètes de B. burgdorferi sensu lato

0

5

10

15

20

2519

8219

8419

9219

9319

9519

9619

9719

9820

0120

0620

0720

0820

0920

1020

1120

1420

16

Espèces de spirochètes provenant du complexe de B. burgdorferi sensu lato actuellement connues.

Espèces de spirochètes provenant du complexe de B. burgdorferi sensu lato impliquées dans la borréliose de Lyme à travers le monde.

En modifiant leur niveau d’expression génétique en fonction de changements de température, de pH, de salinité et de contenu en éléments nutritifs ainsi que des facteurs de dépendance à l’égard

des hôtes et des vecteurs, les spirochètes ont élaboré des stratégies pour survivre dans ces divers environnements, changeant souvent leur phénotype.

Répartition géographique de B. burgdorferi sensu lato il y a dix ans.

(K. Kurtenbach et al., 2006)

Répartition géographique de B. burgdorferi sensu lato il y a cinq ans.

(G. Margos et al., 2011)

La carte illustrant la répartition à jour des espèces causant la borréliose de Lyme repose sur des résultats publiés

et non publiés (2016).

Répartition géographique de B. burgdorferi sensu lato à l’heure actuelle – mises à jour.

La carte illustrant la répartition à jour des espèces causant la borréliose de Lyme repose sur des résultats publiés

et non publiés (2016).

Répartition géographique de B. burgdorferi sensu lato à l’heure actuelle – mises à jour.

Borrelia finlandensis, 2011

Borrelia chilensis, 2014

Borrelia mayoni, 2016

Nouvelles espèces ayant émergé du complexe de B. burdorferi sensu lato

« La propagation de la maladie de Lyme est attribuable, en partie, aux changements climatiques, car les tiques vectrices se répartissent plus au Nord depuis les régions endémiques des États-Unis » ( Steven Sternthal)

Principales voies migratoires

Les voies migratoires dans l’Atlantique sont une route de migration des oiseaux qui, de façon générale, suit la côte atlantique de l’Amérique du Nord et les Appalaches.

La voie migratoire tend à se rétrécir de façon très marquée dans le sud des États-Unis, dans les États de Virginie, de Caroline du Nord, de Caroline du Sud, de Géorgie et de Floride. Elle sert de

superautoroute aviaire pour plus de 500 espèces d’oiseaux et des millions d’oiseaux.

Diversité des spirochètes du genre B. burgdorferi sensu lato aux États-Unis

(adapté de G. Margos et al., 2010).

B. garinii B. afzelii B. kurtenbachii

B. mayonii

Fréquence dans le monde des types de B. burgdorferi ospC

Allèles de B. burgdorferi ospC détectés dans le sud-est des États-Unis

Rudenko et al., 2013

Allèles de B. burgdorferi ospC détectés au Canada

Ogden et al., 2011

Rudenko et al., 2013

On pense que certains complexes de spirochètes sont limités :

exclusivement à l’Amérique du Nord :

- B1, C, D, F, G, H, I, J, N et U –

OU

exclusivement à l’Europe : - B2, S, L, Q et V-

Trois types d’ospC – A, E et K - ont déjà été

détectés sur les deux continents.

Répartition géographique des allèles rares d’ospC en Amérique du Nord

Une grappe spatiale importante de tiques infectées par B. burgdorferi portant l’allèle rare L a été détectée au Canada et dans le sud-est des États-Unis (indiquée par les

ellipses noires).

MLST

locus échantillon

uvrA rplB pepX clpX Allèle d’ospC

Bb316 PubMLST

Allèle répartition GenBank meilleure

correspondance (souches)

KU577579 Allèle 19

ÉTATS-UNIS (CT, NY, PA),

Canada M11p†,

CA382, B31

KU577578 allèle 1

ÉTATS-UNIS (CT, NY,

MA, MD, IL, MN, MI, WI, CA),

Canada, Europe M6p†, M11p †

KU577577 Allèle 1 ÉTATS-UNIS (CT, NY, PA,VT,WI, MA, ME, MN, CA), Canada, Europe M11p †, M6p† CA382, B31

KU577576 allèle 1 ÉTATS-UNIS (CT, NY, PA,WI, MI, ME, MN, IN, VT, MA, CA) Canada, Europe M11p†, B31, M6p † ,CA382

A

Bb324 PubMLST

Répartition des allèles

GenBank meilleure

correspondance (souches)

KU598201 allèle 1 ÉTATS-UNIS (NY, CT, ME, VT, PA, MA, MD), Canada, Europe§ M11p†, B31, CA382

KT598395 allèle 1

comme Bb316 M11p†,

CA382, B31

s.o. s.o. M

Bb327 PubMLST

Répartition des allèles

GenBank meilleure

correspondance (souches)

KU598202 allèle 19 comme Bb316 M11p†, CA382, B31

KT598396 allèle 1 comme Bb316 comme Bb324 M11p†, CA382, B31

s.o. s.o. A

B. burgdorferi sensu stricto détecté dans des tiques A. americanum dans le sud-est des États-Unis.

Une hypothèse concernant la voie migratoire de Borrelia entre les continents a été proposée, et les premières preuves d’une dispersion transocéanique de B. burgdorferi au sens strict ont été présentées il y a environ 15 ans.

(Foretz et al., 1997; Ras et al., 1997; Postic et al., 1999; Marti et al., 1997; Qiu et al., 2008).

La répartition mondiale de Borrelia est soutenue par la transmission sur de longues distances de tiques infectées par les hôtes migrateurs.

Marie Vancová

Libor Grubhoffer et James H. Oliver Jr.

Marina Golovchenko

REMERCIEMENTS

Là où la maladie de Lyme est absente : est-ce lié aux tiques, aux vertébrés hôtes

ou est-ce juste une question de temps?

ESA, 2004

« L’absence de preuve n’est pas une preuve d’absence. »

– Dr Edwin J. Masters, M.D.

MERCI DE VOTRE ATTENTION!

natasha@paru.cas.cz