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Gern, Lise
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Gern, Lise
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- PublicationAccès libreLong term survey and control strategies of mosquitoes in southern Switzerland with focus on the invasive exotic species "Aedes albopictus"(2016)
; Les connaissances sur les moustiques présents au Tessin, un canton suisse situé au Sud des Alpes, étaient faibles jusqu’aux années 2000. Au début du siècle dernier, des recherches faunistiques ont été menées dans le cadre de la malaria et, plus tard, d’autres recherches ont été entreprises pour lutter contre les moustiques des marais qui gênaient les populations autour du lac Maggiore. Cependant, les connaissances sur la diversité des moustiques dans les principales zones humides ainsi que sur leur lieu d’origine et leur densité restaient insuffisantes pour lutter efficacement contre leur nuisance et les risques de transmission de pathogènes, comme par exemple le virus West Nile.
Dans ce travail, nous avons approfondi les connaissances sur les moustiques indigènes ainsi que sur les moustiques exotiques, comme Aedes albopictus, le moustique tigre, qui se répandait dans les zones urbaines italiennes depuis les années 90. Les principales zones humides du Canton du Tessin ont été investiguées en utilisant différentes techniques de récolte. Ainsi, de nouvelles espèces de moustiques ont été découvertes: Ae. caspius, Ae. cataphylla, Culex martini, Cx. modestus, Coquillettidia buxtoniy and Cq. Richiardii. Les traitements de lutte qui étaient déjà utilisés sont apparus comme efficaces pour lutter contre les moustiques nuisibles pour la population. En 2000 un système de surveillance d’Ae. Albopictus a été mis en place. Ceci a permis de suivre l’activité et la diffusion du moustique depuis sa découverte en 2003 dans le Sud du canton et d’adopter des mesures coordonnées entre scientifiques, mairies et population. Ce système de surveillance s’est développé au cours du temps. Différentes stratégies ont été appliquées en fonction de la distribution du moustique sur le territoire. La participation de la population aux mesures de surveillance a été considérée comme fondamentale. Nous avons donc mis en place un système d’information ciblé pour la population lui permettant de participer activement à la surveillance. La présence du moustique a pu ainsi être maintenue à des niveaux raisonnables mais sa continuelle avancée dans le territoire n’a cependant pas pu être parée. Nous avons pu établir que le moustique s’est introduit au Tessin via le trafic autoroutier, puis s’est étendu à l’intérieur du canton grâce au trafic local. Le moustique est aujourd’hui bien établi dans le sud où les conditions météorologiques lui sont favorables. Au nord, et à plus de 400 m d’altitude, il n’apparaît que sporadiquement probablement en raison de conditions météorologiques moins favorables et d’un trafic routier moins intense.
En surveillant Ae. Albopictus nous avons découvert d’autres espèces exotiques non encore décrites au Tessin ou en Suisse: Ae. cretinus, Ae. Koreicus et Ae. Japonicus, qui ont emprunté les mêmes voies d’introduction qu’Ae. Albopictus.
Actuellement, le risque de transmission de maladies liées aux différentes espèces de moustiques répertoriées dans le canton peut être considéré comme faible et à ce jour, aucun cas de transmission locale de maladies n’a été relevé., Until 2000 in Canton Ticino, a Swiss region located South of the Alps, the knowledge on mosquito distribution was scarce. Some faunistic investigations related to malaria occurrence in the area were lead until the beginning of last century and others started at the end of that century to support control measures against wetland mosquitoes causing nuisance in residence areas close to lake Maggiore. A general evaluation on mosquito species was needed to assess the biodiversity in all main natural areas, and on the origin of nuisance to improve the control measures on mosquitoes. In addition the knowledge of the location and the densities of the different mosquito species would give an important tool to evaluate the risk of transmission of mosquito-borne pathogens, such as West Nile virus. Not only European native species needed investigations but also exotic species, like Aedes albopictus, which was rapidly spreading in the nearby Italian urban settlements since the 90’s. These exotic species are known as extremely bothersome and as potential vectors of several pathogens that could affect human and animal populations on the European territory.
With a combination of several sampling techniques all main natural areas from Ticino were screened. New mosquito species for Ticino and/or Switzerland were discovered: Aedes caspius, Ae. cataphylla, Culex martini, Cx. modestus, Coquillettidia buxtoni and Cq. Richiardii. Control measures already undertaken showed their efficacy and risk of transmission of mosquito-borne pathogens was evaluated as very low. A surveillance system on Ae. Albopictus was set up in 2000. This permitted to follow up the mosquito activity and spread from its first discovery in 2003 in the South of Canton Ticino, and to adopt coordinated control measures involving scientists, municipalities and residents. This surveillance has developed through different strategies according to Ae. Albopictus presence in the territory. The public participation in measures to limit the mosquito presence represents a key tool of the surveillance strategy. This permitted to keep the mosquito presence at a reasonable level. Although the continuous spread in the region could not be avoided no local transmission of exotic diseases was recorded so far.
Our data showed that the mosquito was introduced via the intense road traffic and then spread thanks to local traffic. Weather conditions allowed its establishment in the South. In the North and at altitudes above 400 m its presence is sporadic probably because of lower temperature and road traffic.
The Ae. Albopictus survey permitted to discover additional exotic species new in Canton Ticino and / or Switzerland, which were probably also introduced via road traffic: Ae. cretinus, Ae. Koreicus and Ae. Japonicas. - PublicationAccès libreBiology of 'Borrelia burgdorferi'-infected and non-infected 'Ixodes ricinus' ticks in the context of climate change(2013)
; La tique Ixodes ricinus est très sensible à la dessiccation et elle est particulièrement exposée à des conditions desséchantes lorsqu’elle quête sur la végétation en attente d’un hôte. Nous avons donc étudié la survie de cette tique à la dessiccation en exposant des nymphes et des adultes à des conditions desséchantes créées en laboratoire à l’aide de solutions salines saturées produisant différentes conditions d’humidité relative à différentes températures. Nous avons observé que lorsque les tiques sont infectées par Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l.), elles survivent mieux à la dessiccation que les tiques non infectées. Ces résultats suggèrent que les borrélies pourraient modifier la physiologie et/ou le métabolisme des organes impliqués dans l’absorption, le stockage, et/ou la perte d’eau résultant en une capacité à stocker l’eau améliorée chez les tiques infectées, modifiant leur besoin d’humidité. Nous avons vérifié cette hypothèse en exposant des nymphes I. ricinus récoltées dans la nature à un gradient d’humidité dans une arène proposant deux choix (sec ou humide), puis nous avons relevé leur position dans l’arène (indiquant leur mouvement général). Les nymphes infectées se sont moins déplacées le long du gradient d’humidité que les nymphes non infectées et sont restées préférentiellement dans un endroit modérément sec, comparé aux tiques non infectées qui, elles, se sont déplacées préférentiellement vers un endroit plus humide. Ceci laisse penser que les tiques infectées par B. burgdorferi s.l. tolèrent mieux des conditions desséchantes que celles qui ne sont pas infectées.
Dans la nature, quand l’atmosphère est très sèche, I. ricinus doit descendre au sol plus fréquemment pour se réhydrater (Randolph and Storey, 1999; Perret et al., 2004), ce qui augmente sa consommation d’énergie. La survie accrue à la dessiccation observée chez les tiques infectées pourrait être due à des réserves d’énergie (contenu en gras) plus grandes chez ces dernières. Nous avons donc quantifié le contenu en gras chez des nymphes récoltées dans la nature et nous avons observé que les nymphes infectées par B. burgdorferi s.l. possédaient de plus grandes réserves d’énergie que les nymphes non infectées. Ces résultats impliquent que les nymphes infectées ont la possibilité de quêter plus longtemps, car elles peuvent effectuer un plus grand nombre mouvements de haut en bas sur la végétation avant épuisement de leurs réserves d’énergie et donc survivre plus longtemps. Un temps de quête plus long augmente les chances de trouver des hôtes et ainsi de transmettre Borrelia. On peut donc parler d’une stratégie de manipulation de la part des spirochètes B. burgdorferi pour optimiser leur transmission à d’autres hôtes en modifiant les traits phénotypiques de leur vecteur.
La survie durant les mois d’hiver représente également un défi pour I. ricinus. C’est pourquoi nous avons testé la survie de nymphes I. ricinus à des températures froides et à des variations de température plus ou moins fréquentes. Nous avons observé que les nymphes plus jeunes (récoltées en automne) survivent mieux aux conditions hivernales que les nymphes plus âgées (récoltées au printemps). De plus, plus la fréquence de variation de température augmente, plus le taux de mortalité augmente chez les nymphes. Cette augmentation du taux de mortalité reflète probablement l’augmentation des coûts énergétiques des adaptations métaboliques que les variations de température génèrent à une fréquence croissante. En outre, les nymphes infectées par Borrelia survivent légèrement mieux aux conditions hivernales que les nymphes non infectées.
Nous avons combiné les données concernant l’infection par Borrelia des nymphes I. ricinus récoltées dans la nature et précédemment testées dans des tests comportementaux ou physiologiques. Cet important jeu de données nous a permis d’analyser statistiquement les associations entre les génoespèces de borrélies. Nous avons observé que les génoespèces de borrélies spécialisées pour les mêmes hôtes réservoirs co-infectaient fréquemment I. ricinus, alors que celles spécialisées pour des hôtes réservoirs différents étaient rarement détectées dans les mêmes tiques. De plus, les infections impliquant des génoespèces fréquemment en co-infection comprenaient un nombre élevé de spirochètes dans la tique, alors que les infections impliquant des génoespèces rarement en co-infection consistaient en des nombres faibles de spirochètes. De tels résultats laissent supposer que le système immunitaire des hôtes vertébrés joue un rôle dans la détermination à la fois de la fréquence des infections impliquant deux génoespèces de borrélies et du nombre de spirochètes dans la tique infectée par deux génoespèces.
Cette thèse contribue de manière significative à améliorer nos connaissances concernant la biologie des tiques I. ricinus infectées par Borrelia et non infectées dans un contexte de changement climatique, en révélant notamment que les tiques infectées par Borrelia risquent de mieux survivre et de trouver des hôtes plus aisément dans des conditions desséchantes au printemps et en été, et que les tiques I. ricinus sont susceptibles de mieux survivre en hiver si les écarts de température se font plus rares., Ixodes ricinus is known to display little resistance to desiccation. This tick is particularly exposed to desiccating conditions while questing for a host on the vegetation. Therefore, survival under hot and dry conditions in field-collected I. ricinus nymphs and adults was studied by exposing ticks to desiccating conditions created in the laboratory using saturated salt solutions producing various relative humidity conditions at different temperatures. We observed that I. ricinus nymphs and adults infected with Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l.) survived better under hot and dry conditions than uninfected ticks. These findings suggest that Borrelia spirochetes might change the physiology and/or metabolism of organs involved in water sorption, storage, and/or loss, resulting in enhanced water storage in infected ticks, thereby modifying I. ricinus need for humidity. To test this hypothesis, field-collected I. ricinus nymphs were allowed to walk within a humidity gradient in a two-choice arena, and their position (indicating their overall movement) was recorded. I. ricinus nymphs harbouring spirochetes walked less within the humidity gradient than uninfected nymphs. Borrelia-infected individuals showed a lower need to move to an environment that was favourable for maintaining water balance since they preferentially stayed in a moderately dry area, compared to uninfected ticks, which preferentially moved towards a moister area. This suggests that B. burgdorferi-infected ticks might tolerate desiccating conditions differently from uninfected individuals. Since I. ricinus ticks go down the vegetation more frequently when desiccation increases in nature (Randolph and Storey, 1999; Perret et al., 2004), which increases energy consumption, this higher tolerance to desiccation in infected ticks might be due to higher energy reserves (fat content) in the latter. Fat content was quantified in field-collected I. ricinus nymphs and we observed that nymphs infected with B. burgdorferi s.l. possessed higher energy reserves than uninfected nymphs. These findings imply that infected I. ricinus nymphs with higher energy reserves may quest for a longer time than uninfected individuals. Higher energy reserves allow more movements up and down the vegetation before depletion of energy reserves, which allows longer survival. Prolonged questing time increases chances for infected ticks to find hosts and thereby to transmit Borrelia. This is thought to be a manipulating strategy of B. burgdorferi spirochetes to enhance their transmission to other hosts by modifying phenotypic traits of their vector.
Survival during winter months is also a challenge for I. ricinus. Therefore, we exposed field-collected I. ricinus nymphs to cold temperatures at different frequencies of exposition. Results showed that younger (autumn) nymphs were more likely to survive under cold conditions than older (spring) nymphs. Moreover, nymphs died faster when they were exposed to temperature variations at high frequency than low frequency. This probably reflected higher energetic costs due to metabolic adaptations that temperature variations generated when experienced at higher frequency. Besides, Borrelia-infected nymphs survived slightly better than uninfected nymphs.
Borrelia infections in field-collected I. ricinus nymphs used in behavioural or physiological tests were combined in one data set to analyse statistically the associations between Borrelia genospecies. We observed that Borrelia genospecies that were specialised for the same reservoir hosts frequently occurred together, while Borrelia genospecies that were specialised for different reservoir hosts rarely co-occurred. Furthermore, infections involving Borrelia genospecies frequently co-occurring consisted of high spirochete numbers, whereas infections involving Borrelia genospecies rarely co-occurring consisted of low spirochete numbers. We suggest that the vertebrate immune system plays a role in shaping both the frequency of infections involving two Borrelia genospecies and the spirochete load inside the tick harbouring two genospecies.
This thesis has contributed to improve significantly our knowledge on the biology of Borrelia-infected and uninfected I. ricinus ticks in the context of climate change, in particular by revealing that Borrelia-infected ticks are more likely to survive and find hosts under desiccating conditions in spring and summer, and that I. ricinus ticks are likely to survive better in winter if temperature variations are less frequent. - PublicationAccès libreTicks and tick-borne pathogens at the interplay of game and livestock animals in South Africa(2013)
- PublicationAccès libreEcologie de 'Borrelia burgdorferi' sensu lato en Suisse: dynamique saisonnière de la tique 'Ixodes ricinus', sa relation avec les rongeurs, et implication des modes de transmission de 'B. afzelii' entre rongeurs et tiques sur la diversité du gène ospC chez 'B.afzelii'(2012)
De 2003 à 2005, nous avons prélevé de façon mensuelle des tiques libres dans 2 sites du plateau suisse, les Portes-Rouges (PR) et le Staatswald (SW). Parallèlement, les micromammifères ont été piégés afin de rechercher la présence de stades immatures d’I. ricinus et l’infection des rongeurs a été vérifiée par xénodiagnose. La typisation des génoespèces de B. burgdorferi sl chez les tiques libres, les tiques des rongeurs et les tiques de xénodiagnose a été réalisée par « Polymerase Chain Reaction » (PCR) et « Restriction Fragment Length Polymorphism » (RFLP). Les isolats de B. afzelii, génoespèce associée aux rongeurs, obtenus de ces 3 populations de tiques, ont été analysés par « Single Stranded Conformational Polymorphism » (SSCP) et classifiés par groupes ospC.
Nous avons observé durant les 3 années des variations dans l’évolution saisonnière de la densité de tiques libres. La densité de nymphes en quête était plus importante au PR alors que la proportion de rongeurs infestés par des stades immatures d’I. ricinus était similaire dans les 2 sites. Des tiques ont été observées sur les rongeurs en automne et en été alors que la densité de tiques libres était faible voire inexistante. Les rongeurs du SW présentaient des infestations par des immatures d’I. ricinus élevées et 28% étaient infestés par des nymphes et des larves (11% au PR). Cette nutrition simultanée de tiques regroupées sur un hôte porte le nom de co-feeding et permet la transmission de pathogènes entre tiques infectées et tiques non-infectées, sans présence d’infection systémique chez l’hôte. Malgré une situation favorable de co-feeding, principalement au SW, seul B. afzelii et B. bavariensis ont été transmises des rongeurs aux tiques laissant supposer que le co-feeding ne contribue pas au maintien de la diversité des génoespèces de B. burgdorferi sl présentes chez les tiques libres.
L’analyse du gène ospC nous a permis de classer les isolats de B. afzelii provenant des différentes populations de tiques en 10 groupes ospC, dont 8 déjà décrits (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A8, VS461) et 2 nouveaux (ME et YU). La plus grande diversité de groupes ospC a été observée chez les tiques en quête. Les isolats de B. afzelii obtenus à partir de larves d’I. ricinus s’étant nourries en co-feeding avec des nymphes présentaient une diversité de groupes ospC plus importante que celles s’étant nourries seules. Ce travail montre pour la première fois l’importance du co-feeding dans le maintien de la diversité intraspécifique de B. afzelii dans la nature. - PublicationAccès libreAgents pathogènes d'importance médicale et vétérinaire chez 'Ixodes ricinus' en Suisse: infections et co-infections chez les tiques en quête et les tiques d'oiseaux(2012)
; Dans les régions tempérées de l’hémisphère nord, les tiques représentent le premier vecteur d’agents infectieux d’importance médicale et vétérinaire. Parmi elles, Ixodes ricinus, abondante en Europe, transmet bon nombre de microorganismes aux Hommes et aux animaux, aussi bien des bactéries, des virus, que des protozoaires, pour la plupart responsables de zoonoses considérées comme émergentes. Ces microorganismes sont Borrelia spp., Anaplasma phagocytophilum, Rickettsia spp., Babesia spp. ou encore le virus de l’encéphalite à tique (TBEV). Depuis les années 80’, plus d’une dizaine d’agents pathogènes pour l’Homme ont été découverts dans les tiques en Europe. En Suisse, de nouvelles espèces comme Babesia venatorum, Rickettsia monacensis, Borrelia miyamotoi ou B. spielmanii ont fait leur apparition durant la dernière décennie. De plus, un cas de septicémie dû à Candidatus Neoehrlichia mikurensis, une bactérie transmise par I. ricinus, a récemment été signalé chez un homme résident en Suisse, sans que la bactérie n’ait jamais été décrite dans les tiques du pays. Face à l’émergence de ces pathogènes, nous avons évalué leur distribution géographique ainsi que leur prévalence dans les tiques dans l’Ouest de la Suisse afin d’identifier les zones à risque. Nous avons recherché Borrelia spp., Rickettsia spp., Babesia spp., A. phagocytophilum et Candidatus N. mikurensis dans les tiques en quête récoltées dans 11 sites. Globalement, 34.2% (505/1’476) des tiques étaient infectées par au moins un pathogène. Borrelia spp., Rickettsia spp. et Candidatus N. mikurensis étaient présents dans tous les sites investigués avec des prévalences de 22.5%, 10.2% et 6.4%, respectivement. A l’inverse, Babesia spp. et A. phagocytophilum ont démontré une répartition géographique plus restreinte et une prévalence plus faible (1.9% et 1.5%). Des co-infections, impliquant le plus souvent Borrelia spp. et Rickettsia helvetica, ont été détectées dans 19.6% des tiques infectées. Nous avons identifié Candidatus N. mikurensis pour la première fois dans les tiques sur le territoire helvétique ainsi que des espèces rarement signalées comme R. monacensis, B. lusitaniae et B. spielmanii.
En Suisse, ces dernières années, des cas humains d’encéphalite à tiques ont été déclarés hors du périmètre qui délimitait les foyers de TBEV jusque-là, dans l’Ouest du pays. Ainsi, à partir des années 2'000, de nouvelles zones endémiques au TBEV ont été répertoriées dans cette région. Nous avons confirmé la présence du TBEV dans les tiques libres dans l’une de ces nouvelles zones endémiques au virus, la Plaine de l’Orbe avec une prévalence globale de 0.1% (6/6’120). Parmi les cinq foyers identifiés, la prévalence du virus variait de 0.21 à 0.95. La diversité génétique des souches virales nous laisse supposer que les oiseaux pourraient être impliqués dans l’émergence de ces foyers, probablement par la dissémination de tiques infectées dans des milieux propices. Pour valider cette hypothèse et estimer l’éventail des pathogènes disséminés par les oiseaux, 1’205 tiques récoltées sur ces hôtes vertébrés ont été analysées. Cinq pathogènes de genres différents ont été détectés dans les tiques d’oiseaux. Le plus fréquent est Borrelia spp. (19.5%), suivi de Rickettsia spp. (12.3%), A. phagocytophilum (2%), Candidatus N. mikurensis (3.3%) et du TBEV (0.2%).
L’identification du TBEV dans deux larves et une nymphe fixées sur des oiseaux migrateurs (deux rouges-gorges et un merle noir) étaie notre hypothèse de l’implication des oiseaux dans l’émergence de foyers de TBEV dans l’Ouest de la Suisse. Par ailleurs, cette étude constitue un des premiers rapports de Candidatus N. mikurensis dans les tiques d’oiseaux et montre que plusieurs espèces de passereaux, dont le merle noir, sont impliquées dans les cycles de transmission de ces microorganismes. Nos résultats mettent en relief la circulation et co-circulation d’agents pathogènes d’importance médicale et vétérinaire dans les tiques en Suisse et l’implication des oiseaux dans le maintien de certains de ces pathogènes., In temperate regions of the northern hemisphere, ticks are considered as the primary vector of infectious agents of human and medical relevance. Among them, Ixodes ricinus is the most abundant in Europe. This tick species transmits to humans and animals many microorganisms that may cause zoonoses, including bacteria, viruses and protozoa like, for example, Borrelia spp., Anaplasma phagocytophilum, Rickettsia spp., Babesia spp. or the TBE virus (TBEV). In Europe since the 80s, more than 10 human pathogenic agents have been described in ticks. In Switzerland, new pathogen species like Babesia venatorum, Rickettsia monacensis, Borrelia miyamotoi or B. spielmanii appeared recently. Moreover, Candidatus Neoehrlichia mikurensis, transmitted by I. ricinus ticks, was detected in the blood of one man with signs of septicemia in Switzerland whereas this bacterium had never been described in ticks in the country before. In this context, our aim was to evaluate the geographic distribution and prevalence of tick-borne pathogens in order to identify risk areas in western Switzerland. Therefore, we prospected the presence of Borrelia spp., Rickettsia spp., Babesia spp., A. phagocytophilum and Candidatus N. mikurensis in ticks collected at 11 sites. Globally, 34.2% (505/1’476) of ticks were infected with at least one pathogen. Borrelia spp., Rickettsia spp. and Candidatus N. mikurensis were present at all investigated sites with prevalences of 22.5%, 10.2% and 6.4%, respectively. Conversely, Babesia spp. and A. phagocytophilum had smaller geographical ranges and lower prevalence rates (1.9% and 1.5%). Co-infections, involving mostly Borrelia spp. and Rickettsia helvetica, were detected in 19.6% of infected ticks. We identified Candidatus N. mikurensis for the first time in ticks in Switzerland as well as species rarely reported like R. monacensis, B. lusitaniae and B. spielmanii.
In Switzerland, over the last years, human TBE cases have been reported in the West of the country, outside a perimeter that included all TBEV foci until then. Thus, since the early 2000s, new TBE endemic areas were recognised in this region. Our results confirmed the presence of TBEV in ticks in one of these new endemic areas, the Plaine de l’Orbe, with a global prevalence of 0.1% (6/6’120). In this area, five foci were identified with TBEV prevalence values ranging from 0.21 to 0.95. The genetic diversity of the virus circulating in this endemic area led us suggest that birds were implicated in the emergence of these new TBEV foci, probably by disseminating infected ticks in environments favourable to the maintenance of TBEV foci. To test this hypothesis and evaluate the diversity of tick-borne pathogens that can be disseminated by birds, 1’205 bird-feeding ticks were analysed. Five pathogens of different genera were detected; Borrelia spp. was the most frequent (19.5%), followed by Rickettsia spp. (12.3%), A. phagocytophilum (2%), Candidatus N. mikurensis (3.3%) and TBEV (0.2%). The identification of TBEV in two larvae et one nymph feeding on migrating birds (two European robins and one blackbird) support our hypothesis on the implication of birds in the emergence of TBEV foci in western Switzerland. In addition, our study is one of the first reports on Candidatus N. mikurensis in bird-feeding ticks and shows that several passerines, including the blackbird, are implicated in the transmission cycles of these microorganisms. Our results highlight the circulation and co-circulation of tick-borne pathogens of medical and veterinary importance in ticks in Switzerland and the implication of birds in the maintenance of some of them in nature. - PublicationAccès libreDynamique de transmission de 'Borrelia afzelii' par 'Ixodes ricinus': comparaisons entre groupes ospC(2012)
Sachant que le gène ospC est aussi impliqué dans la dissémination des spirochètes chez la tique, nous avons étudié la dynamique de transmission des spirochètes de la tique à l’hôte et vice-versa en fonction de leur appartenance à un groupe ospC. Nous avons donc évalué la dynamique de transmission de B. afzelii par Ixodes ricinus après infection expérimentale et naturelle pour des isolats appartenant aux groupes invasifs A1, A2, A3, A4, A5 et aux groupes indéfinis ME et YU. L'efficacité de transmission de la tique à l'hôte, de l'hôte à la tique, mais aussi de tique à tique lors du co-feeding a ainsi été évaluée pour chaque isolat.
Tous les groupes ospC ont été infectieux pour les souris et/ou les tiques après injection sous-cutanée et/ou via des tiques infectées. Par contre, aucune transmission par co-feeding n'a été observée pour les génotypes A3 et A4, ce qui laisse supposer une composante génétique propre à cette voie de transmission. Des différences importantes dans la dynamique de transmission ont été observées entre les infections expérimentales et naturelles. La voie d'inoculation des spirochètes est donc un facteur influençant fortement la dynamique de transmission.
Finalement, le temps de repas sanguin nécessaire pour qu'il y ait transmission de spirochètes de la l'hôte à la tique, et inversement, a aussi été évalué. Un repas sanguin de 6 heures seulement a été suffisant pour observer une transmission de spirochètes de l'hôte à la tique, avec une infectivité des souris pour les tiques augmentant avec la durée de repas sanguin. Pour la situation inverse, seules les souris infestées pendant 24 heures et plus ont déclaré des infections systémiques. Toutefois, placer des tiques 24 heures à 37°C avant infestation des souris a permis une transmission après seulement 12 heures de repas sanguin.
Des différences significatives dans la dynamique de transmission ont été observées autant entre génotypes qu'au sein d'un même génotype, laissant supposer que le gène ospC seul n'est pas responsable des différences d'efficacité de transmission observées au niveau intra spécifique. Il ne semble donc pas possible d'évaluer correctement les risques encourus par l'Homme de développer une maladie de Lyme invasive en se basant uniquement sur la distribution des différents ospC dans la nature., Borrelia burgdorferi sensu lato (sl) outer surface protein C (OspC) is involved in numerous crucial mechanisms during the life cycle of the pathogen, influencing its dissemination in the vector and in the host. The genetic diversity at the ospC locus has led to a classification into groups of alleles. While there is a linkage between invasiveness in human and the different ospC genotypes, many interrogations remain on how the host-vector-host dynamic of transmission is influenced by those genotypes, which could have an impact on their distribution in nature.
We therefore investigated the transmission dynamics of B. afzelii isolates belonging to invasive genotypes A1, A2, A3, A4, A5 and to undefined groups ME and YU, using a laboratory-based system including Balb/c mice and Ixodes ricinus ticks with experimental or tick infections. The efficiency of transmission from infected mice to ticks and from infected ticks to mice was evaluated for each isolate as well as the efficiency of co-feeding transmission between infected nymphs and uninfected larvae feeding on uninfected mice.
Each ospC group was infectious for mice and/or ticks after experimental and/or natural infections. On the other hand, no co-feeding transmission occurred for ospC groups A3 and A4, which suggests a genetic component unique to this transmission pathway. Important differences in the transmission efficiencies were observed between experimental and natural infections. Inoculation route therefore greatly influences the transmission dynamic of spirochetes.
Finally, delays in the transmission of B. afzelii from mice to tick and from tick to mice were also evaluated. Host to tick transmission was observed as soon as six hours after tick attachment. Transmission to ticks was enhanced with the duration of the blood meal. For the tick to host transmission delay, mice were infected after being challenged for 24 hours with infectious ticks. Incubating infectious ticks 24 hours at 37°C shortened the delay to only 12 hours of blood meal.
Significant differences in the tick to host, host to tick and co-feeding transmissions were observed among and within B. afzelii ospC groups, suggesting that B. afzelii ospC gene alone is not responsible for variations in the efficiency of host-vector-host dynamic of transmission at the intra specific level. Evaluating risks of infection with an invasive form of the Lyme disease agent based on the distribution of those genotypes in nature seems therefore not relevant. - PublicationAccès libreEncéphalite à tiques en Suisse(2011)
Parallèlement, on a observé une augmentation du nombre de cas de TBE principalement en 2006, phénomène également rencontré dans d’autres pays européens. Les raisons de cette augmentation ont tout d’abord été attribuées aux changements climatiques qui auraient favorisé la survie de la tique Ixodes ricinus. Néanmoins, notre étude a montré que cette augmentation n’était pas directement liée à un réchauffement climatique mais semblait plutôt liée à un changement du comportement humain. En réponse à une augmentation des températures observées en 2006, l’être humain aurait augmenté les contacts avec des tiques infectées en se rendant plus fréquemment en forêt.
On sait cependant que le climat peut exercer une influence sur le comportement des tiques et favoriser le principal mode de transmission du TBEV, le « co-feeding » : le TBEV est transmis à des larves par des nymphes infectées. Néanmoins, en raison des conditions microclimatiques extrêmes observées au printemps 2007 dans certains sites étudiés du canton de Berne (Belp, Kiesen, Trimstein), une partie de la population de nymphes en quête a souffert de dessiccation. Ceci a eu pour conséquence de diminuer la proportion de rongeurs infestés par des larves et des nymphes réduisant ainsi les chances de transmission par « co-feeding ». Des printemps chauds à répétition pourraient donc faire disparaître des foyers de TBEV à certains endroits comme l’avait prédit Randolph (2001).
Nous avons également recherché la présence du TBEV dans le canton de Berne par l’analyse de tiques en quête et de tiques nourries sur des rongeurs. Dans deux sites connus pour héberger le TBEV (Thun et Belp), la prévalence du TBEV chez les tiques en quête était de 0.14%-0.2%, respectivement. Concernant les deux autres sites dont le statut de foyer était inconnu, le TBEV a pu être mis en évidence pour la première fois chez des tiques en quête à Kiesen avec une prévalence de 0.04% contrairement à Trimstein où sa présence n’a pas pu être démontrée. Tous les foyers identifiés ont par ailleurs été confirmés par la présence d’anticorps anti-TBEV dans le sérum de micromammifères. Pour la première fois, nous avons pu analyser individuellement des tiques nourries sur un rongeur (Apodemus flavicollis) et avons observé une prévalence de 11.9%.
Enfin, nous avons détecté des pathogènes émergents chez des tiques de micromammifères capturés dans les 4 sites du canton de Berne avec une prévalence de 9.7%. Nous avons identifié Rickettsia helvetica (7.1%), R. monacensis (0.2%), Babesia microti (1.7%) et B. venatorum (0.5%). Anaplasma phagocytophilum n’a pu être identifié que chez des tiques en quête (2%) à Kiesen. La présence de ces pathogènes montre qu’il existe un risque potentiel pour l’être humain de se faire infecter d’où l’intérêt d’attirer l’attention du corps médical sur les risques qui y sont associés. - PublicationAccès libreIdentification de "Borrelia sp", agent de la borréliose de Lyme et de l’ADN de l’hôte chez la tique “Ixodes ricinus” et étude de sa phénologie en fonction de l’altitude en Suisse(2007)