Gern, Lise

2015, Tonetti, Nicolas, Voordouw, Maarten, Durand, Jonas, Monnier, Séverine, Gern, Lise

The vector-to-host and host-to-vector transmission steps are the two critical events that define the life cycle of any vector-borne pathogen. We expect negative genetic correlations between these two transmission phenotypes, if parasite genotypes specialized at invading the vector are less effective at infecting the vertebrate host and vice versa. We used the tick-borne bacterium Borrelia afzelii, a causative agent of Lyme borreliosis in Europe, to test whether genetic trade-offs exist between tick-to-host, systemic (host-to-tick), and a third mode of co-feeding (tick-to-tick) transmission. We worked with six strains of B. afzelii that were differentiated according to their ospC gene. We compared the three components of transmission among the B. afzelii strains using laboratory rodents as the vertebrate host and a laboratory colony of Ixodes ricinus as the tick vector. We used next generation matrix models to combine these transmission components into a single estimate of the reproductive number (R0) for each B. afzelii strain. We also tested whether these strain-specific estimates of R0 were correlated with the strain-specific frequencies in the field. We found significant genetic variation in the three transmission components among the B. afzelii strains. This is the first study to document genetic variation in co-feeding transmission for any tick-borne pathogen. We found no evidence of trade-offs as the three pairwise correlations of the transmission rates were all positive. The R0 values from our laboratory study explained 45% of the variation in the frequencies of the B. afzelii ospC strains in the field. Our study suggests that laboratory estimates of pathogen fitness can predict the distribution of pathogen strains in nature.

2012, Pérez Bertoni, David, Gern, Lise

En Europe, les agents de la Borréliose de Lyme (BL) sont maintenus dans la nature via un cycle de transmission impliquant la tique Ixodes ricinus (I. ricinus) et des hôtes réservoirs. Le gène codant pour l’ « Outer Surface Protein C » (OspC), une lipoprotéine plasmidique exprimée par les spirochètes lors du repas sanguin de la tique et lors de la dissémination chez l’hôte, est un marqueur génétique pouvant être associé à la pathogénèse et à la sévérité d’une BL. L’analyse du gène ospC a permis de classifier des isolats de Borrelia. burgdorferi sensu lato (B. burgdorferi sl) en groupes ospC.
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.