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Posté par Michel le Mercredi 20/02/2013 à 12:00
Evolution: parasites « manipulateurs » et bactéries suicidaires
Comment les parasites évoluent-ils pour maximiser leur transmission ? Et comment réagissent leurs hôtes et vecteurs potentiels ? L'équipe écologie et épidémiologie évolutive du Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive de Montpellier (CEFE), dirigée par Sylvain Gandon (directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) au CNRS), vient de publier trois articles sur ces questions alliant théorie et expérimentation.


Propagation d'une épidémie du bactériophage lambda sur un tapis bactérien. Les différentes couleurs désignent
des bactéries E. coli infectées par différentes souches du virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme...), plus ou moins virulentes.
© Thomas Berngruber, CEFE

Les moustiques préfèrent les oiseaux infectés par la malaria

Les parasites ont un objectif: assurer leur pérennité en infectant un maximum d'hôtes. C'est le cas des parasites du genre Plasmodium, responsables du paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due à un parasite du genre...) chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par...) et qui touchent d'autres espèces animales telles que les passereaux de nos régions (moineaux, mésanges...). L'équipe de Sylvain Gandon vient de montrer que Culex pipiens, le moustique vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur,...) de la malaria des oiseaux, piquait majoritairement des volatiles déjà infectés - ce qui a pour conséquence de garantir une meilleure transmission au parasite. Pour ce faire, une vingtaine de paires de canaris, l'un infecté, l'autre pas, ont été mises en présence de moustiques sains. Résultat: durant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) aigüe de l'infection chez l'oiseau (Un oiseau (ou classe des Aves) est un animal tétrapode appartenant à l'embranchement des vertébrés. S'il existe près de 10 000 espèces d'oiseaux,...), les moustiques piquent indifféremment l'oiseau sain ou l'oiseau malade ; en revanche, la préférence pour les volatiles infectés est nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme...), de l'ordre de 60 %, lors de la phase chronique - beaucoup plus longue - de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.). « Il serait désormais intéressant de savoir si les moustiques porteurs de la malaria continuent à piquer (Le verbe « piquer » a de nombreuses acceptions :) les oiseaux malades, ce qui ne serait pas forcément très efficace du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) du parasite » indique Sylvain Gandon. Le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) veut également découvrir ce qui détermine le choix des moustiques pour les oiseaux infectés - peut-être une odeur ? -, ce qui permettrait d'envisager de nouvelles actions de prévention de la maladie.

La virulence des virus diminue avec l'épidémie

L'équipe écologie et épidémiologie évolutive du CEFE a, cette fois, analysé l'évolution de la virulence des virus lors des épidémies. « Les modèles théoriques indiquent que le début d'une épidémie se caractérise par le succès des souches les plus transmissibles et les plus virulentes, afin d'infecter un maximum d'hôtes sains, tandis que la fin de l'épidémie favorise les souches moins virulentes, explique Sylvain Gandon. Nous voulions valider ces prédictions par l'expérience. » Pour ce faire, l'équipe a ciblé un type particulier de virus qui s'attaque spécifiquement aux populations de bactéries - un bactériophage (ou phage). « Nous avons introduit deux souches du phage lambda au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier...) d'une population d'Escherichia coli (bactérie intestinale présente chez les mammifères et l'homme), explique le chercheur. Une souche extrêmement virulente qui fait exploser la bactérie et produit davantage de virus, une souche moins virulente qui se « contente » de s'intégrer au génome de la bactérie et se divise en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) qu'elle. » Les résultats obtenus valident les prédictions théoriques: la souche virulente l'emporte dans un premier temps, et cède sa place à la souche moins virulente en fin d'épidémie, lorsque le virus a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) intérêt à préserver le peu de véhicules sains (les hôtes, donc) qui subsistent. « L'objectif, à terme, est de produire un modèle mathématique décrivant avec fiabilité l'évolution des épidémies. »

Des bactéries suicidaires pour échapper aux virus

La progression des virus et autres pathogènes ne va pas sans se heurter à la résistance des hôtes: destruction de l'intrus par le système immunitaire de l'hôte, ou, dans le cas de certaines bactéries, suicide (Le suicide (du latin suicidium, du verbe sui caedere « se massacrer soi-même ») est l’acte délibéré de mettre fin à sa propre vie. Dans le domaine médical, on parle aussi...) destiné à éviter la contagion (La contagion est le fait de transmettre une maladie de façon directe ou indirecte.) au reste de la population bactérienne. « Du point de vue de l'évolution, le suicide d'un individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) n'a de sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive...) que dans la mesure où il protège un groupe partageant les mêmes gènes », explique Sylvain Gandon. En utilisant Escherichia Coli et un virus s'attaquant spécifiquement aux bactéries: un bactériophage du nom de T6, l'équipe de chercheurs a montré que ces comportements suicidaires - aussi qualifiés d'altruistes - ne pouvaient s'effectuer que dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) spatialement structuré. « Un milieu où les bactéries ne bougent pas ou presque pas, par exemple un milieu visqueux, favorise la formation de clusters génétiquement homogènes, et donne tout son sens à une stratégie de défense altruiste », indique le chercheur. Outre la mise en place de nouvelles stratégies de lutte contre les infections bactériennes, ce résultat intéresse directement le traitement du cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces cellules dérivent...) et devrait permettre une utilisation optimale des virus oncolytiques: ces virus s'attaquent spécifiquement aux cellules cancéreuses en provoquant leur auto-destruction (apoptose).


Références:

Malaria infection increases attractiveness to uninfected mosquitoes, publié online dans Ecology Letters du 3 décembre 2012 par S. Cornet, A. Nicot , A. Rivero et S. Gandon.

Evolution of virulence in emerging epidemics, par T.W. Berngruber, R. Froissart, M. Choisy et S. Gandon. A paraître en mars dans PLoS Pathogens.

Evolution of suicide as a defense strategy against pathogens in a spatially structured environment, publié online dans Ecology Letters du 17 janvier 2013 par T. W. Berngruber, S. Lion (Le lion (Panthera leo) est un mammifère carnivore de la famille des félidés du genre Panthera (félins). Il est surnommé « le...) et S. Gandon.


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Source: CNRS-INEE