Les maladies émergentes chez les amphibiens ou l
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Claude Miaud PSL University, Paris UMR 5175 CEFE, Montpellier First World Congress of Herpetology, held at the University of Kent, Canterbury, England, UK, 11ʹ19 September 1989 Amphibiens subissent des déclins sur tous les continents Nombreuses causes invoquées : - dégradation/perte habitats - pollutions - exploitations -« Déclins inexpliqués : HQGHKRUVGHV]RQHVG¶DFWLYLWpVKXPDLQH $PpULTXHFHQWUDOH$XVWUDOLH+DXWHVPRQWDJQHV« Très nombreuses étude sur causes globales : Ĺ UV ; ĹWHPSpUDWXUHVHWF« Stuart et al., Science (2004) adapté de http://www.globalamphibians.org/index.html (IUCN, 2000) /HVPDODGLHVGHODIDXQHVDXYDJHXQHSRVLWLRQG¶LQWHUIDFH Ecologie et gestion de la faune sauvage Maladies de la faune sauvage Médecine humaine Santé publique Médecine vétérinaire Agriculture Les maladies de la faune sauvage : quelques définitions Maladie = conditions qui portent atteinte au fonctionnement QRUPDOG¶XQorgane ou de O¶RUJDQLVPH en entier. Pathologie HQVHPEOHGHVWURXEOHVOLpVjXQHPDODGLHVLJQHVFOLQLTXHV« Pathogène = organisme capable de provoquer une maladie Santé absolue Santé relative Fin de la santé relative ? Début de la maladie (infection bénigne) Maladie Mort Les maladies de la faune sauvage : quelques définitions Maladies non infectieuses : - &DXVpHVSDUGHVSRLVRQVFRQWDPLQDQWVQXWULWLRQHIIHWVJpQpWLTXHV« Maladies infectieuses : Causées par des organismes - « microscopiques ªYLUXVEDFWpULHVFKDPSLJQRQV«infectieuse - « macroscopiques ªSXFHVSRX[WLTXHVYHUV«parasitaire (interne ou externe) Agent Hôte Environnement Infections (létales) connues des amphibiens : Pathogènes « classiques » Bactéries Virus Champignons Parasites (internes & externes) Bactéries : Plutôt observées chez les adultes« Dermatosepticemie bacterienne (pattes rouges) Aeromonas hydrophila Salmonelloses Ulcères mycobacteriens Photo K. Harkewicz Infections létales connues des amphibiens : Virus Champignons Parasites (internes & externes) Virus : Observées chez tous les stades « Ranavirus Frog Erythrocytic Virus Lucke Frog Herpesvirus Adenovirus West Nile Virus « 0RUWDOLWpPDVVLYHGHODUYHVG¶Ambystoma opacum dans le Great Smokey Mountains National Park Photo : Matt Niemiller Infections létales connues des amphibiens : Champignons Parasites (internes & externes) Champignons : Observées chez tous les stades « Batrachochytium dendrobatidis Batrachochytrium salamandirovans (Basidiobolus) « Photo: Puckyireth Moissisures, algues : Observées chez tous les stades « Saprolegnia Chlamidomonases sp. « Infections létales connues des amphibiens : Parasites (internes & externes) Protistes Mesomycétozoaires : Ichthyophonus Mesomycetozoan-like Infections (DRIPs) Dermocystidium (Amphibiocystidium en Europe) « Photo A. Spitzen Infections létales connues des amphibiens : Parasites (internes & externes) ³Protozoaires´ Métazoaires/Helminthes Ectoparasites ³Protozoaires´ Métazoaires : Perkinsus-like Microsporidies Myxospiridies Coccidies Nematodes Cestodes Trematodes - Ribeiroia - Clinostomum Aussi observés: Amoeba Protozoaires cilliés Protozoaires flagelés (Trypanosomes) « Infections létales connues des amphibiens : Parasites (internes & externes) Ectoparasites Sangsues Copépodes Acariens Sangsues : Opportuniste, souvent Ranidae, tous les stades Placobdella, Macrobdella, Batracobdella et Oligobdella Anémie sanguine, invasion secondaire, malformations, plaies Infections létales connues des amphibiens : Parasites (internes & externes) Ectoparasites Arthropodes, Crustacés, Copépodes (vers ancre) Copépodes : Opportuniste, poissons, têtards e.g. Lernaeea cyprinacea Mortalité directe ou invasion secondaire Photo USGS web site Infections létales connues des amphibiens : Parasites (internes & externes) Ectoparasites Acariens Trombiculides : Opportuniste ? e.g. Hannemania sp. Seulement la phase larvaire infeste les amphibiens Photo : Aquatic Parasite Observatory, Colorado University Infections létales connues des amphibiens : - Perkinsus-like organisme (Protiste) Ichthyophonus sp. (Champignon/Protiste) Ribeiroia ondatrae (Plathelminthe) Saprolegnia (Oomycète) Ranavirus (Virus) Chytrides (Champignon) Agent étiologique : Perkinsus like organims Systématique : Procaryote Protiste (Dermomycoides sp., Perkinsus-like parasite (bivalves), Anura - perkinsus (Davis et al. 2007) Epizootiologie : - Distention abdominale (foie, rate, pro-mésonéphros) - Infection létale des têtards de Ranisés (peu chez autres espèces) - Mortalité étalée pendant des semaines (têtards morts à la surface) > 90 % de mortalité des têtards dans un site E : U-K Mississippi gopher frog (Rana sevosa) Agent étiologique : Ichthyophonus sp. Systématique : Procaryotes Champignon/protiste (divergence fonge/protiste) Epizootiologie : - Infection létale des muscles squelettiques - Gonflement localisé chez les métamorphosés - Touche les têtards et adultes des Ranisés - Touche les salamandridés (e.g. Notophthalmus viridescens) E? Photos: Evan H Campbell Grant et al. Agent étiologique : Ribeiroia ondatrae Systématique : Eucaryotes Plathelminthes, Classe des Trématodes Epizootiologie : - Effet indirect = malformations provoquées (polydactilies) perturbations de la différenciation des cellules des bourgeons des membres) - Sur-mortalité induite « - Touche les Hylidae, Ranidae, Salamandridés - Co-facteurs : densité de parasites, eutrophisation« E? Photos: Evan H Campbell Grant et al. Agent étiologique : Saprolegnia Systématique : Eucaryotes Oomycètes, biphasiques (zoospores) Epizootiologie : - Infecte les tissus lésés (pathogène secondaire) - Infection en général fatale - Bien connue chez les poissons - Infecte tous les amphibiens (dont oeufs) Photo Mel Fuller Photo M. J. Fernández-Benéitez WW Photo É. Proulx (U Laval) Agent étiologique : Virus Systématique : virus à ADN Ranavirus Frog Erythrocytic Virus Lucke Frog Herpesvirus Adenovirus virus à ARN West Nile Virus Agent étiologique : Ranavirus Systématique : virus à ADN Famile: Iridoviridae - plusieurs lignées/espèces distinctes - des lignées hôte-specific, G¶DXWUHV panzoïques (vertébrés) Adapté de Gray & Chinchar, 2015 Chez les Amphibiens Agent étiologique : Ranavirus Systématique : virus à ADN Famile: Iridoviridae Frog Virus 3 Ambystoma tigrinum Virus Bohle Iridovirus Common midwife toad virus (CMTV) «« Epizootiologie : - Tue les têtards, les métamorphes et les adultes - Apparition soudaine (explosive) - Taux de mortalité souvent > 95% des larves Adapté de Gray & Chinchar, 2015 Ranavirus Signes cliniques macroscopiques Pétéchie localisée Ulcères sous-cutanés Hémorragies locales Photo E. Vilquin (ONEMA 39) Photo D. Miller Epanchement sous-cutané et dans les cavités corporelles Photo D. Miller Les mortalités de Grenouille rousse dans le massif du Mercantour 2011 : Sensibilisation des agents de terrain (A. Morand) sur les maladie des amphibiens (Etude sanitaire sur un lac dans le cadre du programme européen RACE ± « Chytrides ») Les mortalités de Grenouille rousse dans le massif du Mercantour 2EVHUYDWLRQSDUGHVDJHQWVGHWHUUDLQGX3DUFHWGHO¶21(0$GHWUqV nombreux têtards et adultes morts dans des lacs du secteur - 'pFODUDWLRQGHO¶REVHUYDWLRQVXUOHVLWH www.alerte-amphibien.fr - Ramassage (têtards et grenouille morte) (QYRLjXQODERUDWRLUHG¶DQDO\VH/(&$&KDPEpU\ - Prélèvements réalisé : écouvillon cutané, foie et encéphale - Analyse moléculaire : Amplification G¶XQHVpTXHQFH G¶$'1de Ranavirus Les mortalités de Grenouille rousse dans le massif du Mercantour - Diagnostic moléculaire (10 adultes et 5 juvéniles) : tous Rv+ - Identification par séquençage (M. A. Martel, Université de Gent, Belgique et N. Curt Grand Gaudin, UdS, France) : le Ranavirus observé dans les Alpes du Mercantour est de type CMTV Common Midwife Toad Virus Photo N. Curt Grand Gaudin Les mortalités de Grenouille rousse dans le massif du Mercantour 'HVJUHQRXLOOHVPRUWHVWrWDUGVMXYpQLOHVDGXOWHV« 3UpVHQFHG¶XQRanavirus FRQQXVSRXUVDSDWKRJpQLFLWp(VSDJQH« Quel est le rôle de cet agent pathogène dans ces épisodes de mortalité ? Maladie/mort (Signes cliniques) (1) Micro-organisme présent en abondance (2) Isolement du micro-organisme culture in vitro (3) Apparition de la maladie (signes cliniques) dans organisme sain (4) Micro-organisme doit être isolé du nouvel organisme hôte (malade) puis identifié comme étant identique à l'agent infectieux original Expérience de contamination culture sur cellules animales 1±2 mm3 tissus Anatomo-pathologie Identification séquençage Contamination (histologie) 5 individus injectés suspension viral non diluée 5 individus injectés suspension viral diluée 5 individus injectés suspension virus-free MEM 10 individus controls (sans injection). Agent étiologique : Chytrides Systématique : Champignon ; Division : Chytridiomycota ; Classe : Chytridiomycètes ; Ordre : Chytridiales ; Famille : Chytridiaceae Batrachochytrium dendrobatidis (Longcore J.E., Pessier A.P. & Nichols D.K. 1999) Smithsonian's National Zoo, WASH. D.C. Dendrobates azureus 8Q&KDPSLJQRQ« G¶DSUqV%HUJHUHWDO31$6 Libération G¶DSUqV5RVHQEOXPHWDO6FLHQFH 4-5 jours «TXLSURYRTXHGHVPRUWDOLWpVPDVVLYHV« '¶DSUqV)DUUHUHWDO31$6 Rana muscosa (Photo V. Vredenburg, 2008) «VXLYDQWXQHG\QDPLTXHUpFHQWH« Through South America (Equator & Venezuela) from Lips et al. PNAS (2006) à L Europe ? Première description : Mortalité massive de métamorphosés Ě͛ůLJƚĞ accoucheur en 1997, 1998 et 1999 dans le centre de ů͛ƐƉĂŐŶĞ Disparition de 86 % des mares où il était connu Après 2000 : Mortalités Alyte accoucheur en Aragon (2003) ĞŶǀĂůůĠĞĚ͛ďŽŶĞƚĚĂŶƐůĞƐƐƚƵƌŝĞƐ (Pyrénées espagnoles) Bosch et al., pers comm (2014) Photo J. Bosch Mortalité Äcryptique³HQ6XLVVH-50% populations Gµ$R (Tobler & Schmidt 2010). La France ? Première observation dans les Pyrénées : Mortalité Alyte accoucheur et Salamandre tachetée (métamorphosés) en 2005 et 2006 (Pyrénées atlantiques et Hautes Pyrénées) (M. Fisher and co͙Ϳ Alytes obstetricans (M. Fischer, 2010 et 2011) Epidémiologie de Bd en France 2009-2013 Occurrence moyenne (nb sites Bd+/nb sites total) : 33 % [N > 400] Prévalence moyenne (nb individus Bd+/nb individus total) : 6 % [1/30 ʹ 28/30] N > 8000 Bd+ Bd-­‐ Epidémiologie de Bd en France 2009-2013 Pelophylax sk sp. Alytes obstetricans Occur : 58 % (N = 84) Prev. : 11 % (n = 2110) 38 % (N = 21) 13 % (n = 493) Bombina variegata 58 % (N = 12) 5 % (n = 352) Bufo bufo Rana temporaria Lissotriton helveticus Occur : 6 % (N = 48) Prev. : 1 % (n = 1229) 5 % (N = 21) 0.2 % (n = 444) 5 % (N = 20) 0.5 % (n = 434) Recherche de Bd ĞŶĚĞŚŽƌƐĚĞƐƐŝƚĞƐĚĞŵŽƌƚĂůŝƚĠ͙͘͘ Olson et al. PlosOne (2013) Le paradoxe de Bd« Bd ůĂƌŐĞƌĠƉĂƌƚŝƚŝŽŶ͙ Mortalités associées à Bd ƐƵƌĚŝĨĨĠƌĞŶƚƐĐŽŶƚŝŶĞŶƚƐ͙ Pas de mortalité dans la plupart des populations avec Bd͙͘ Hypothèse endémisme (Hend) Large répartition (ancienne) Grande variation génétique Forte structuration génétique Co-­‐évolution virulence Mortalité « environnementale » Hypothèse émergence (Hemer) Large répartition (récente) Faible variation génétique Faible structuration génétique džƉŽƐŝƚŝŽŶĚ͛ĂŶŝŵĂƵdžͨ naïfs » Mortalité forte et localisée Séquençage du génome complet (24 Mb) Alignement sur le génome complet JEL423 (Panama) 3 clades très différenciés : - Bd-GPL : 5 continents et mortalité - Bd-CAPE : Afrique du Sud et Majorque - Bd-CH : Suisse + Bd-Asie + Bd-Brazil Virulence Test de la virulence sur des têtards de Bufo bufo Bd-GPL 2 à 4 fois plus virulent que Bd-CAPE 8SWRGDWH« Différentes lignées de Bd Répartitions différentes (globale vs locale) Virulences différentes Les lignées impliquées dans les épisodes de mortalité sur les 5 continents sont identiques Lignée hyper-virulente = épisodes de recombinaison Date G¶pPHUJHQFH = [35 ± 257] années bp« « La date récente de cette recombinaison et la répartition globale de cette lignée sont FRPSDWLEOHVDYHFO¶K\SRWKqVHG¶XQHSURSDJDWLRQGXHjO¶DFWLYLWpGXFRPPHUFH des amphibiens au cours du XXème siècle (Xénopes*UHQRXLOOHWDXUHDXHWF« Oui mais«nouvelles études de comparaison des génomes (incluant ceux de Farrer et al., 2011) - Plusieurs lignées au sein de GPL : 2 clades bien identifiés Pathogène endémique ou émergent ? 5pVXOWDWVSDVFRQFOXDQWV« Age du pathogène ? Estimation varié en fct des portions du génome étudié : - 10 000 ± 40 000 ans - 500 ± 1500 ans Rosenblum et al. PNAS (2013) %UD]LO¶V connection 2799 amphibiens collectés entre 1894 et 2010 Rodriguez et al Mol Ecol 2014 Jenkinson et al, Mol Ecol 2016 - Deux lignées fortement divergentes (Bd-GLP et Bd-Brazil) + hybridation - Hypothèse GHO¶HQGpPLVPHVXSSRUWpHSRXUODIRUrWDWODQWLTXHEUpVLOLHQQH ۆ$PpULTXHFHQWUDOHDUULYpHGpFULWHSUpFLVpPHQW!) Lignées de Bd chez la Grenouille taureau vendue dans 13 magasins dans 7 villes USA Hors aire de distribution *7YHQGXDX0LFKLJDQ« Lignée Bd-%UD]LO« Schloegel et al Mol Ecol 2012 Génétique de Bd en France - 25 introductions en Europe - 12 populations établies - 9 présentes actuellement Lithobates castesbeianus Bd-GPL Ficetola et al., Mol Ecol (2008) Ficetola et al., Biol Invasion (2007) Bd-CAPE Génétique de Bd en France Origine de Bd-CAPE dans le Centre ? Bd-CAPE Bd ? Bd-CAPE ? Bd-CAPE Bd-CAPE Take KRPHPHVVDJH« 1 - Pathogènes = éléments de la biodiversité 2 - *pUHUO¶LQFHUWLWXGH 3 - Prévenir 1 - Agents pathogènes = éléments de la biodiversité (ugly diversity!) Agent Bd Pathogénicité : compétition entre lignées / Hybridation Hôte Capacité immunitaire +LVWRLUHGHO¶H[SRVLWLRQ Sélection de résistants Fragilité des amphibiens des lacs de montagne ? Environnement Co-facteurs « aggravants » (temperatureSROOXDQWVHWF« France ? Lacs des Pyrénées ? Lacs du Mercantour ? 1 - Agents pathogènes = éléments de la biodiversité (ugly diversity!) 5HFRQTXpULUOHVFRQWLQXLWpVpFRORJLTXHV« 5LVTXHG¶H[SRVLWLRQGHSRSXODWLRQV naïves isolées )DYRULVHUOHVSRSXODWLRQVG¶DPSKLELHQV« /¶DXJPHQWDWLRQGHVHIIHFWLIVDXJPHQWHOHVULVTXHV pSLGpPLRORJLTXHV« Intégrer le risque épidémiologique dans la gestion de la biodiversité... 2 - (SLGpPLRORJLH JpUHUO¶LQFHUWLWXGH« Pr(Site contient la maladie/aire avec la maladie) Pr(individu malade/site avec la maladie) Pr(Aire contient la maladie) Pr(Détecter la maladie/individu malade) 2 - *pUHUO¶LQFHUWLWXGH« Design des études permettant de gérer cette incertitude - choix des aires échantillonnées (surveillance) - Répétition dans O¶HVSDFH et le temps - Hiérarchiqer les questionnements ( (presence vs. prevalence ; échelles) ? - Evaluer O¶DOORFDWLRQ des efforts (financiers) - Gestion ? (cf Ranavirus lacs de Montagne) 3 - 3UpYHQLU« 3 - Prévenir« cRQVWLWXWLRQG¶XQUpVHDXG¶épidémio-surveillance pour la France Animation et outils de communication : http://www.alerte-amphibien.fr/ 305 alertes depuis 2011 Amphibiens morts et/ou infectés (parasites) Beaucoup de signes cliniques inconnus 5 alertes de mortalité massives : Jura (Bufo bufo, Ranavirus?) Savoie et Hautes Alpes (R. temporaria; Ranavirus) Haute Savoie (T. alpestre, ?) Aude (Bufo calamita, inconnu) -­‐ -­‐ -­‐ Site bien connu WƌŽƚŽĐŽůĞĚ͛ŚLJŐŝğŶĞƵƚŝůŝƐĠƐƵƌůĞƚĞƌƌĂŝŶ Vétérinaires (poissons) impliqués dans la mise en place de ce ƌĠƐĞĂƵĚ͛épidémio-­‐ƐƵƌǀĞŝůůĂŶĐĞ͙͘ Merci de votre attention Photo Cyril Ruoso
