Soutenance mémoire
Généralités sur les Vecteurs
Sur 400 espèces d’anophèles répandues dans le monde, seule une soixantaine sont des vecteurs de Plasmodium humains dont une vingtaine, à elles seules, sont à l’origine de la plupart des cas de paludisme (Danis & Mouchet, 1991). En Afrique tropicale, le complexe Anopheles gambiae et l’espèce Anopheles funestus assurent l’essentiel de la transmission anophélienne. Anopheles nili et Anopheles moucheti ne jouent un rôle important que dans des régions limitées. D’autres espèces peuvent avoir un rôle de vecteur secondaire dans les régions où elles abondent même si le rôle majeur est assuré par les espèces précitées.
Le complexe Anopheles gambiae
Naissance du complexe An. gambiae
Parmi les vecteurs du paludisme en Afrique au sud du Sahara, le complexe An. gambiae est celui qui a la plus grande aire de répartition et assure le rôle le plus important dans la transmission du paludisme (Gillies & De Meillon, 1968). Des études effectuées par Holstein (1957) ont montré que An. gambiae s.l. colonise des gîtes préférentiels mais aussi des gîtes exceptionnels ou inhabituels et la présence d’An. gambiae s.l. dans des gîtes inhabituels n’est pas toujours liée à l’absence de gîtes préférentiels. C’est ainsi qu’en 1956, Hamon et al ont récolté des larves et des nymphes d’An. gambiae s.l. dans des collections d’eau douce et d’eau salée. En 1964, Paterson a fait un croisement entre populations d’eau douce et d’eau salée qui donna naissance à des mâles stériles. Davidson (1964) étudiant l’héritabilité de la résistance à la dieldrine par des croisements entre populations sensibles et résistantes à cet insecticide, donna également naissance à des mâles stériles. A cela s’ajoutent les variations des cycles d’agressivité pour une même population d’An. gambiae s.l. à l’intérieur d’une même région (Hamon, 1959 ; Service, 1971). Tous ces éléments font penser qu’An. gambiae s.l. est probablement un complexe d’espèces différentes génétiquement mais identiques morphologiquement. On commence à parler alors d’espèces jumelles.
Méthodes d’identification
L’identification des espèces jumelles se faisait antérieurement sur des critères géographiques, comportementaux, de niveau de transmission ou des petites différences morphologiques à un stade de développement donné de l’anophèle. Plusieurs méthodes plus discriminantes ont été développées depuis, pour essayer de différencier les espèces du complexe An. gambiae.
● La première méthode est un croisement en insectarium (Hamon et al, 1956), entre espèces jumelles supposées, ce qui donne naissance à des mâles stériles.
● La deuxième méthode est biochimique et consiste à analyser soit les hydrocarbones de la membrane cuticulaire (Carlson & Service, 1980), soit à identifier les protéines des chromosomes de moustique adulte en les faisant migrer sur un gel par électrophorèse (Miles, 1979). Les profils électrophorétiques entre deux espèces jumelles sont différents.
● La troisième méthode est la cytogénétique (Coluzzi et al., 1979). Elle repose sur l’étude du polymorphisme des chromosomes polythènes observés soit dans les glandes salivaires des larves, soit dans les cellules nourricières des ovaires des femelles gravides. La présence d’inversions chromosomiques caractéristiques permet d’identifier les différentes espèces jumelles .
● Enfin, la dernière méthode, plus récente est un test PCR (Polymerase Chain Reaction) spécifique d’espèces (Pasquewitz & Collins 1990) pour le complexe gambiae. Le diagnostic d’espèces par PCR est basé sur le polymorphisme de séquence des ADN. L’utilisation d’amorces spécifiques permet ainsi l’amplification de fragments de taille différente, que l’on peut visualiser sur gel d’agarose .
Chacune de ces méthodes présente des avantages et des inconvénients. Les méthodes de croisement en insectarium ou biochimique sont peu onéreuses, mais elles ne permettent pas d’identifier de manière spécifique toutes les espèces du complexe. L’utilisation simultanée de ces deux techniques a toutefois permis d’isoler au sein du complexe An. gambiae s.l. 6 espèces différentes (An. gambiae s.s. et An. arabiensis, les plus répandues en Afrique, An. melas et An. merus, deux espèces des eaux salines, et An. quadriannulatus et An. bwambae, deux autres espèces non vectrices et de répartition très localisée en Afrique de l’Est). L’étude cytogénétique ne peut être réalisée au stade adulte que chez les femelles semi-gravides, ce qui exclut une grande partie de la population exophile. De plus, la lecture des chromosomes demande une expérience longue à acquérir (Coluzzi et al., 1979). Les études cytogénétiques ont permis de caractériser des inversions chromosomiques spécifiques des différents membres du complexe An. gambiae et chez An. gambiae s.s. d’identifier 5 cytotypes (forêt, savanna, mopti, bamako, bissau) qui correspondent à des variants sélectionnés par des conditions environnementales (figure 4). La technique d’identification par PCR s’adresse à toute la population de moustiques et peut être réalisée sur une fraction du moustique (par exemple sur une patte). L’obtention des résultats est en outre rapide. Cette technique a permis de confirmer l’isolement des différentes espèces du complexe An. gambiae s.l. et au sein d’An. gambiae s.s. de caractériser deux formes moléculaires S et M. La définition de nouvelles amorces devrait permettre d’atteindre, voire de dépasser la précision de la technique cytogénétique en permettant la caractérisation de nouvelles formes dans la population d’An. gambiae (Fontenille et al., 1993).
Les membres du complexe An. gambiae
Le complexe An. gambiae est relativement bien connu, entre autres grâce aux travaux pionniers de Coluzzi et al., 1979 ; Davidson, 1962 ; Hunt 1973 ; White, 1972. Ce complexe est composé à l’heure actuelle de 7 espèces : An. gambiae s.s., An. arabiensis, An. quadriannulatus (A et B), An. bwambae, An. melas, et An. merus.
An gambiae s.s. et An. arabiensis sont les plus anthropophiles. Ces deux espèces ont une grande amplitude écologique. De plus, elles apparaissent extrêmement bien adaptées à l’homme et à son environnement (Fontenille et al., 2004). Classiquement, An. gambiae s.s. domine en zone de forêt et de savane soudanienne tandis qu’An. arabiensis semble avantagé dans les savanes plus sèches, les steppes et parfois les villes (Robert, 2001). Des études portant sur l’espèce An. gambiae s.s. en Afrique de l’Ouest ont fait apparaître différents cytotypes dont la répartition dépend de l’environnement (climat, nature des gîtes larvaires) identifiés à partir de leur caryotype d’inversion chromosomique (Bryan et al., 1979 ; 1987 ; Coluzzi et al., 1979; 1985 ; Petrarca et al., 1987 ; Robert et al., 1988 ; Toure et al., 1983 ; Toure et al., 1994). An. gambiae s.s. présente une grande hétérogénéité génétique liée à un processus de spéciation en cours (incipient speciation) .
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Table des matières
Introduction
Préambule
Généralités
A- Généralités sur les Vecteurs
I. Le complexe Anopheles gambiae
I.1. Naissance du complexe An. gambiae
I.2. Méthodes d’identification
I.3. Les membres du complexe An. gambiae
I.4. Répartition au Sénégal
II. Le groupe Anopheles funestus
IV. Le groupe Anopheles moucheti
B. Généralités sur le parasite
I. Le cycle biologique de Plasmodium
I.1. Le cycle chez l’homme
I.2. Le cycle chez l’anophèle
I.2.1. Les gamétocytes
I.2.2. Les gamètes
I.2.3. Le zygote
I.2.4. L’ookinète
I.2.5. L’oocyste
I.2.6. Les sporozoïtes
II. L’anophèle hôte et vecteur de Plasmodium : Contrôle génétique de la susceptibilité
II.1. la digestion chez les anophèles
II.1.1. La formation de la matrice péritrophique
II.1.2. Les protéases impliquées dans la digestion du sang
II.2. Le système immunitaire des insectes
II.2.2. Des mécanismes ciblés sur les micro-organismes
II.2.2.1. La phagocytose
II.2.2.2. La mélanisation et l’encapsulation
III. Les interactions entre Plasmodium et Anophèles
IV. Plasmodium un parasite adapté à son hôte invertébré : Mécanismes d’évitement
C. Génétique des populations
I. Principes et intérêt en entomologie médicale
II. Modèle de Hardy-Weinberg
II.1. Constitution génétique des populations
II.2. Le modèle de Hardy-Weinberg
III. Inversions chromosomiques, adaptation à l’environnement et spéciation
IV. Quelques définitions
Matériels et Méthodes
A. Zones d’études
I. Le village de Dielmo
I.1. Données climatiques
I.2. Données démographiques
I.3. Données physiques
II. Le bourg de Anène
II.1. Données climatiques
II.2. Données démographiques
II.3. Données physiques
B. Dynamique de transmission des espèces vectrices
I.1. Captures de nuit sur appât humain
I.1.1. Recueil des moustiques
I.1.2. Le taux de parturité
I.1.3. Le dépistage des moustiques infectés
I.1.4. Identification des membres du complexe gambiae
I.2. Faunes résiduelles
I.2.1. Recueil des spots de sang
I.2.2. Analyse des repas de sang
C. Susceptibilité comparée des vecteurs
I. Dépistage des porteurs de gamétocytes
II. Elevage des moustiques
III. Infection des moustiques par DMFA
● Principe du DMFA
IV. Dissection des moustiques après infection
D. Analyse des résultats
I. Dynamique de transmission des espèces vectrices
II. Susceptibilité comparée
● Etude expérimentale
● Etude naturelle
Résultats
Données entomologiques (Dielmo)
I. Capture de nuits sur appâts humains
I.1. Résultats globaux
I.2. Cycle d’agressivité
I.3. Densités et dynamiques de population
I.3.1. Densités moyennes
I.3.2. Variations mensuelles des densités
a) Densités culicidiennes totales
b) Densités anophéliennes
● Densités anophéliennes moyennes
● Densités par espèce anophélienne
I.4. Les taux de parturité
I.5. Taux d’infestation
I.6. Taux d’inoculation entomologique
I.7. Taux quotidien de survie
I.8. Espérance de vie infectante
I.9. Capacité vectorielle
II. Captures en faune matinale résiduelle
II.1. Résultats globaux
II.2. Préférences trophiques
III. Modèle de Hardy-Weinberg
Données sur la susceptibilité comparée (Anène)
I. Résultats globaux
II. Taux d’infection moyen
I.2. Densités oocystiques
II. Compétence vectorielle
Discussion
Dynamique de transmission
Cycles d’agressivité
Parturité, anthropophilie et infection
Taux quotidien de survie et Espérance de vie infectante
Capacité Vectorielle
Equilibre d’Hardy-Weinberg
Susceptibilité comparée
Conclusion
Références Bibliographiques
