Benjamin Roche

Colloque du GDR ComEvol : L'écologie des communautés en devenir, Montpellier, 13-15 Novembre 2006
Impact de la composition et de la
structure des communautés sur la
dynamique de maladies infectieuses
Benjamin Roche et Jean-François Guégan
Génétique & Evolution des Maladies Infectieuses, I.R.D.-C.N.R.S., Montpellier, France
Contact: [email protected]
Introduction
Épidémiologie classique
Épidémiologie des communautés
Biodiversité et maladies vectorielles
prévalence
prévalence
Biodiversité et maladies vectorielles : L'effet de dilution
Hypothèse de l'effet de dilution
Toute augmentation de l'abondance d'hôtes faiblement compétents va
diminuer la prévalence chez la population de vecteurs.
Species richness in poor competent hosts
Cette hypothèse a été montrée sur la maladie de Lyme aux USA de
façon théorique et empirique.
Schmidt and Ostfeld , 2001, Ecology
Biodiversité et maladies vectorielles : Premier effort théorique
Maladie à
transmission
densitédépendance
Maladie à
transmission
fréquencedépendance
Dobson , 2004, Am. Nat.
Modèle mathématique
di+i
di
rr
ij
Si
Maladie transmise directement
Ii
di
i
Ri
Maladie transmise par un
vecteur
Caractérisation des communautés : Lois empiriques
Relation entre abondance/richesse spécifique: Distribution log-normale (Preston 1948)
Distribué en “octaves” (étendue de l'abondance)
Chaque “octave” est aussi un rang de masse :
Pour quantifier les paramètres démographiques par allométrie :
La compétence des espèces est modélisée par une loi gamma « tronquée »
Persistance de la maladie dans des communautés
On assigne la même compétence à toutes les espèces réservoirs et vecteurs.
Total abundance
index
Mais c'est le contraire qui se passe
pour la biomasse de la communauté
de vecteurs parce que les vecteurs
reste infectés jusqu'à leur mort.
Une biomasse moins importante de
la communauté de réservoir assure,
par allométrie, un renouvellement de
la population plus rapide et donc un
stock de susceptibles plus important.
Maladie à transmission directe : Prévalence maximale
Dans les communautés « naturelles », une augmentation de l'abondance
totale de la communauté de réservoirs entraîne une diminution de la prévalence
maximale car elle s'accompagne par une augmentation de la richesse spécifique.
Maladies vectorielles : Prévalence maximale
Maladie de
Lyme
(Milbrook)
Effet de
dilution
visible
West Nile
(Louisiane)
Système avec un
vecteur et un
réservoir
West Nile
(Californie)
Effet
d'amplification
visible
m/n : Richesse spécifique de la communauté de vecteurs/100
sigma² réservoir : Variance de la distribution de compétence de la communauté de réservoir,
Maladies vectorielles : Résumé
Variance dans la compétence de réservoir
Amplification
Dilution
Compromis entre
dilution et
amplification
Amplification
Richesse spécifique locale de vecteur
Dilution
Est-ce que la théorie reproduit les données ?
Distribution de compétences pour trois maladies : Grippe aviaire, maladie de Lyme et
fièvre West Nile.
Est-ce que la théorie reproduit les données ? La grippe aviaire
Study of Chen et al (PNAS, 2006).
Type de communauté pour cette biomasse : grande communauté aviaire (>100,000)
Est-ce que la théorie reproduit les données ? La maladie de Lyme
Prévalence observée chez la tique : Ostfeld et al. (Ecology, 2001)
Shannon index
Type de communauté pour cette biomasse : Communauté de moyenne
abondance de petits mammifères avec une richesse spécifique moyenne.
Est-ce que la théorie reproduit les données ? La fièvre West Nile
West Nile Louisiane
West Nile Californie
Les résultats sont cohérents avec les prévalences observés en Louisiane
(Ezenwa 2006) avec 3 espèces de vecteurs détectées et en Californie (Reisen 2004)
avec 15 espèces de vecteurs détectées.
Conclusions et perspectives
La biodiversité des hôtes réservoirs peut protéger des maladies infectieuses :
Pour les maladies à transmission directe : Parce qu'il existe une corrélation
entre l'abondance totale et la richesse spécifique des communautés.
Pour les maladies vectorielles : Lorsqu'il existe une variabilité de compétence
entre les réservoirs et une faible richesse spécifique des vecteurs.
Ne pas considérer la diversité des espèces de vecteurs peut empêcher la
visualisation de l'effet de dilution.
Notre étude suggère que pour une bonne compréhension de la transmission de
la maladie, il est plus productif d'avoir des données qualitatives sur les traits
d'histoire de vie des pathogènes pour un large panel d'espèces d'hôtes plutôt que
d'avoir des données quantitatives pour les espèces les plus compétentes.
N
O
Dans cette étude, nous ne considérons
pas l'importance de l'espace pour les
interactions hôtes-pathogènes, mais un autre
travail est en cours sur ce sujet.
M
O
C
G
IN
O
S
Remerciements
●
●
●
●
●
Institut de Recherche pour le
Développement
Centre National de la Recherche
Scientifique
EDEN European Project (Emerging
Diseases
in
an
European
eNvironment)
Unité Génétique & Evolution des
Maladies
Infectieuses
GEMI
(#UMR 2724)
Equipe Dynamique des systèmes
de maladies infectieuses dysmi
dysmi
http://gemi.mpl.ird.fr/cepm/edbs/
Maladies vectorielles : Types de situation
Maladie
de Lyme
Richesse spécifique de
réservoirs
dans le spectre d'hôtes
Fièvre
West Nile
Paludisme
Richesse spécifique de vecteurs
dans le spectre d'hôtes