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Approche écologique, épidémiologique et génétique de la biodiversité de Toxoplasma gondii en zone tropicale humide : exemples du Gabon et de la Guyane Française

By Aurélien Mercier

Abstract

Toxoplasmosis is a zoonosis due to the protozoan Toxoplasma gondii, widely distributed around the world. Some characteristics of the tropical humid zone may favor its circulation, yet very few studies on this parasite in the tropical area are available.We conducted two field studies to clarify the circulation and diversity of Toxoplasma in this humid tropical environment: (i) in Gabon, in urban and rural environments, with different approaches such as the seroprevalence of toxoplasmosis in human and animal analyzed with GIS and multivariate analysis, but also the study of genetic diversity and population structure of Toxoplasma and (ii) in French Guiana with the characterization and genetic comparison of strains circulating in both the "wild" and the "domestic" cycle of Toxoplasma. The population structure analysis was performed using tree distance (Neighbor -joining), the study of Fst and linkage disequilibrium, Bayesian statistical model (STRUCTURE), and multivariate methods (DAPC) incorporating spatial information (sPCA).In Gabon, animal and human seroprevalence was high in an urban as well as in a rural environment, with a predominant telluric risk in relation to the level of hygiene and climatic conditions. The 69 isolates have been characterized genetically and phenotypically through virulence in mice at isolation. Besides the Type III found all over the world, two major haplogroups were defined and proposed as new major haplogroups for T. gondii in Africa. A link with the strains circulating in Central and South America has been highlighted. The analysis of population structure showed increased circulation of the parasite between the main Gabonese cities in relation to human activities.In French Guiana, the 33 isolates obtained mainly from peridomestic animals were compared to 18 previously published strains, mainly from the wild environment. The wild population was far more diverse. In addition to a spatial and genetic structuring in two populations reflecting the two environmental populations, "anthropized" and "wild", a genetic substructure was found, associated to distinct phenotypic traits (virulence in mice) for some groups. These results also suggested the existence of interpenetration between wild and domestic cycles with potential risks for human health.La toxoplasmose est une zoonose due au protozoaire Toxoplasma gondii largement réparti dans le monde. La zone tropicale humide présente des caractéristiques propices à sa circulation, pourtant elle reste peu étudiée vis-à-vis de ce parasite.Nous avons réalisé deux études de terrain afin de préciser la circulation et la diversité du toxoplasme dans cet environnement tropical humide : (i) au Gabon en milieu urbain et rural, avec différentes approches telles que la séroprévalence de la toxoplasmose humaine et animale analysée à l'aide des SIG et d'analyse multivariée, mais aussi l'étude de la diversité génétique et de la structure des populations du toxoplasme et (ii) en Guyane Française avec la caractérisation et la comparaison génétique des souches circulant dans le cycle « sauvage » et le cycle « domestique » du toxoplasme. Dans ces deux études l'analyse de la structure des populations a été réalisée à l'aide d'arbres de distance (Neighbor-joining), de l'étude des FST et du déséquilibre de liaison, de modèle statistique Bayésien (STRUCTURE) et de méthodes multivariées (DAPC) intégrant pour certaines des informations spatiales (sPCA).Au Gabon, la séroprévalence animale et humaine retrouvée est élevée en milieu urbain et rural, avec un risque tellurique prépondérant en relation avec le niveau d'hygiène et les conditions climatiques. Les 69 isolats obtenus ont été caractérisés génétiquement et phénotypiquement au travers de la virulence chez la souris à l'isolement. Outre le Type III que l'on retrouve partout dans le monde, deux principaux haplogroupes ont été caractérisés et proposés comme nouveaux haplogroupes d'importance pour T. gondii en Afrique. Un lien avec les souches circulant en Amérique Centrale et du Sud a été mis en évidence. L'analyse de la structure de la population montre une circulation accrue du parasite entre les principales villes du pays en relation avec les activités humaines.En Guyane Française, les 33 nouveaux isolats obtenus principalement de la faune péri domestique ont été comparés à 18 souches déjà publiées provenant essentiellement de l'environnement sauvage. La population sauvage était la plus diversifiée. En plus d'une structuration spatiale et génétique en deux populations reflétant les deux populations environnementales, « anthropisée » et « sauvage », une sous structuration génétique a été trouvée, confirmée pour certains groupes par des traits phénotypiques distincts (virulence chez la souris). Ces résultats suggèrent aussi l'existence d‟interpénétration entre les cycles sauvage et domestique avec des risques potentiels pour la santé humaine

Topics: Africa, Epidemiology, French Guiana, Gabon, Genotypes, Latin America, Toxoplasma gondii, Toxoplasmosis, Tropical zone, Afrique, Amérique Latine, Epidémiologie, Guyane Française, Toxoplasmose, Zone tropicale, MESH : Afrique, MESH : Epidemiologie, MESH : Génotypes, MESH : Zone tropicale, MESH : Toxoplasmose, MESH : Toxoplasma gonddii, [ SDV.SPEE ] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie
Publisher: HAL CCSD
Year: 2010
OAI identifier: oai:HAL:tel-01288750v1
Provided by: Thèses en Ligne

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