Preuve experimentale du compromis entre virulence et transmission parasitaires

MM. Knut Helge Jensen et Arne Skorping, respectivement post-doctorant et
professeur a l’Universite de Bergen, ont recemment publie les resultats
d’une etude de parasitologie apportant des preuves experimentales a la
theorie selon laquelle l’evolution de la relation hote-parasite doit etre
vue comme un compromis entre la virulence et la transmission du parasite.
L’etude de la variation de la virulence chez les parasites est l’un des
principaux enjeux actuels de l’epidemiologie evolutive. Cette discipline
recente, a la frontiere de la medecine et de la biologie, s’efforce de
repondre aux questions suivantes : peut-on comprendre et predire la survenue
et le deroulement des epidemies ? Pourquoi, et comment, les memes parasites
peuvent-ils tantot ne causer aucune infection chez leur hote, tantot causer
des pathologies graves allant jusqu’a provoquer la mort de l’hote ? Comment
evolue la relation hote-parasite ? Les parasites ont-ils tendance a devenir
plus ou moins agressifs ?
Pour repondre a ces questions, les chercheurs etudient la dynamique, la
genetique, la structure spatiale et sociale des hotes, les caracteristiques
de transmission, de multiplication et de virulence parasitaire.
L’aspect le plus etudie dans la relation hote-parasite est la virulence
parasitaire. Cette derniere est definie comme l’effet du parasite sur la
capacite de son hote a survivre et/ou a se reproduire. La theorie
« traditionnelle » de l’epidemiologie evolutive stipulait que les associations
hote-parasite devraient evoluer vers le mutualisme, c’est-a-dire une
association a benefice reciproque, dans laquelle le parasite menagerait son
hote afin d’assurer sa multiplication et sa transmission. La virulence
aurait donc tendance a diminuer.
Or les exemples de baisse de la virulence sont peu nombreux, et des
recherches menees au cours des annees 1980 ont montre que la baisse de la
virulence n’etait pas le seul facteur determinant de l’evolution de la
relation hote-parasite.

Afin de rendre compte de l’importance des interactions
virulence-transmission et virulence-multiplication dans l’evolution des
relations hote-parasite, de nouveaux outils theroriques ont ete elabores au
debut des annees 1990. L’une des nouvelles theories (trade-off hypothesis)
stipule que l’evolution de la virulence est influencee non pas seulement par
la survie de l’hote, mais aussi par des facteurs affectant la transmission
du parasite. Il existerait donc une virulence optimale pour laquelle le
succes de la transmission est maximum.
Les chercheurs de Bergen sont les premiers a apporter des preuves
experimentales claires a cette theorie. Pour etudier les interactions entre
virulence et transmission, Knut Helge Jensen et Arne Skorping ont travaille
sur le parasite Pasteuria ramosa et l’un de ses hotes de predilection :
Daphnia magna, un cladocere, ou puce d’eau. Pasteuria ramosa est un parasite
castrateur, il detourne a son profit les ressources destinees a la
reproduction de son hote. P. ramosa assure sa transmission en produisant de
grandes quantites de spores a l’interieur de son hote, et en les liberant a
la mort de ce dernier.
S’appuyant sur la theorie du trade-off, les chercheurs avaient predit que le
parasite castrerait tres tot son hote afin de s’en approprier les
ressources, et produirait des niveaux intermediaires de virulence afin de
garder son hote en vie le plus longtemps possible pour optimiser la
production de spores, et par la meme, sa transmission.
Ils ont en effet observe des variations significatives de la virulence, qui
permettent de lier directement le succes reproductif du parasite a un niveau
optimal de virulence.
Les chercheurs ont expose des puces d’eau clonees au parasite et ont observe
la mortalite chez les puces infectees, chez les puces exposees mais
non-infectees et chez un groupe temoin non-expose au parasite. Les Daphnia
infectees mourraient beaucoup plus tot que les puces non-infectees et celles
du groupe temoin. Les victimes du parasite mourraient entre le 23^e et le
74^e jour, alors que, parmi le groupe temoin, le premier cas de mortalite
apparut au 96^e jour.
En ce qui concerne la performance reproductive du parasite, les resultats
obtenus montrent que la production de spores est maximale pour un niveau
moyen de virulence (lorsque l’hote ne succombe ni trop tot, ni trop tard).
Une virulence elevee (mort precoce des hotes) n’est pas forcement un
avantage pour le parasite puisqu’il lui faut plusieurs semaines pour
produire ses spores. Dans le cas d’une virulence faible (l’hote survit
longtemps), les spores grossissent trop lentement pour utiliser les
ressources de l’hote de facon efficace et ainsi atteindre le moment optimal
pour tuer leur hote.
Cette preuve experimentale du lien direct entre virulence et transmission a
des implications importantes pour le traitement des infections d’origine
bacterienne chez l’homme. Si l’on sait que la virulence d’une bacterie est
intimement liee a son mode de transmission, il peut etre possible de
developper de nouveaux traitements permettant, a defaut de pouvoir le
detruire completement, de rendre le parasite moins virulent pour son hote.
Car le principal probleme des traitements actuels (les antibiotiques) est
qu’ils ne permettent qu’une destruction totale du parasite. Or dans certains
cas les parasites se sont adaptes et sont devenus resistants aux
antibiotiques.
La prochaine etape pour Knut Helge Jensen et Arne Skorping sera d’etudier
l’influence des traitements antibacteriens sur la selection des parasites.

Pour en savoir plus, contacts :
M. Knut Helge Jensen, PhD, Institut de Biologie, Universite de Bergen -
email : Knut.Jensen zoo.uib.no - tel : +47 55 58 35 98
Sources : Pa Hoyden, journal de l’Universite de Bergen,06/2006
Redacteur : Karine Blandel, kblandel france.no