Diversité des agents pathogènes transmis par les tiques: opportunité d’un contrôle

multi-pathogènes via une vaccination anti-tiques

SPACE – Salon international de l’élevage - Rennes – 13 Septembre 2017

Sara Moutailler & Sarah Bonnet,

UMR BIPAR, ANSES, Laboratoire de Santé Animale de Maisons-Alfort, INRA, ENVA

Tiques : excellent vecteurs : - Différentes voies d’infection : salive, faeces, glandes coxales - Nombreux hôtes - Transportées sur de longues distances par leurs hôtes → émergence ou extension aires de répartition - Large répartition géographique

Tiques = vecteurs transmettant la plus grande variété d’agents pathogènes (bactéries, parasites et virus)

Source: Sarah Bonnet

Tiques et transmission des agents pathogènes

• Infections bactériennes humaines et animales - Borreliose (Maladie de Lyme) : Borrelia spp - Fièvre boutonneuse méditerranéenne: Rickettsia conorii - Tularémie : Francisella tularensis - Fièvre Q : Coxiella burnetti - Bartonellose : Bartonella henselae - Ehrlichiose: Ehrlichia chaffensis, E. canis

Coxiella burnettii (Source: vetnext)

Borrelia burgdorferi spirochètes (Source: CDC)

• Infections parasitaires humaines et animales - Babesiose : Babesia divergens, B. EU1, B. microti - Theileriose : Theileria equi, T. annulata, T. parva

Babesia divergens (Source: EUCALB)

• Arboviroses humaines et animales - Encéphalites : Tick-borne encephalitis, Louping ill, Powassan - Fièvres hémorragiques : CCHF, Omsk, Kyasanur

TBE virus (Source: Sciencephoto)

Tiques et transmission des agents pathogènes

Situation épidémiologique en France

B. garinii B. lusitaniae B. afzelii B. valaisiana B. miyamotoi (20%)

A. phagocytophilum ( 0,7%)

B. birtlesii (0,3%) Babesia sp. EU1

(1,3%)

F. tularensis (0,8%)

R. helvetica (4,4%)

No detection (72,5%)

Forêt de Sénart (near Paris)

Forêt de Princé (Western France)

D. marginatus = 9/9 R. slovaca

D. reticulatus = 9/9 R. raoulti

H. punctata = 6/7 R. aeschlimanii

D. marginatus = Site B = B. bigemina, B. divergens, and B. canis

D. reticulatus = Site B = B. bigemina and B. bovis

H. punctata = B bigemina (sites A–D), B. ovis (site C), B. bovis

(sites B, C, and E) and B. canis (site A).

T. lestoquardi in H. punctata collected from sites C, D, and E

45% de tiques infectées par un agent pathogène (120/267)

Le symbiote Midichloria mitochondri a été detecté dans 100% des tiques (267/267)

Borrelia: 22%

267 tiques collectées dans les Ardennes

(Moutailler et al., Plos Neg Trop Dis 2016 ; Raileanu et al., Front. Cel Inf Mic)

Symbiotes : M.mitochondri 100% Spiroplasma spp. 76% Acinetobacter spp. 65% Wolbachia 19%

Bartonella spp: 17% Rickettsia spp.: 16%

Co-infection dans les tiques

Co-infection between 2 species (9%) R. helvetica x A.phagocytophilum R. helvetica x B. afzelii R. helvetica x B. garinii R. helvetica x B. valaisiana R. helvetica x B. henselae B. garinii x B. afzelii B. garinii x B. valaisiana B. garinii x Babesia divergens B. garinii x B. henselae N. mikurensis x B. afzelii N. mikurensis x B. miyamotoi

Co-infection between 3 species (7%) R. helvetica x B. afzelii x B. burgdorferi R. helvetica x B. afzelii x B. garinii R. helvetica x B. valaisiana x B. burgdorferii B. garinii x B. afzelii x B. spielmani B. garinii x B. burgdorferi x B. henselae B. afzelii x B. miyamotoi x B. henselae

Co-infection between 4 species (2%) R. helvetica x B. afzelii x B. garinii x A. phagocytophilum B. afzelii x B. garinii x B. burgdorferi x B. henselae

Co-infection between 5 species (1%) R. helvetica x B. afzelii x B. garinii x B. valaisiana x B. burgdorferi

(Moutailler et al., Plos Neg Trop Dis 2016)

50% des tiques infectées sont co-infectées (entre 2 et 5 différentes espèces

d’agent pathogène)

Une tique individuelle peut héberger jusqu’à 8 micro-organismes (symbiotes et

agents pathogènes)

Co-infection dans les tiques

(Vayssier et al., PlosOne 2013 ; Vayssier et al., Future Microbiol 2015)

A / Séquençage haut débit - bactéries connues

B. henselae 33

A. phagocytophilum 5234 Cand.Neoehr.mikurensis 2010 E. canis 660

R. felis 180

R. canadensis 16

Coxiella 5050

Francisella 121

B. afzelii 1057

B. burgdorferi 475

B. garinii 723 B. miyamotoi 2499

B. grahamii 39

root 0 Rickettsia 21749

Anaplasma 65

Bartonella 213

Ehrlichia 1821

spotted fever group 0

R. helvetica 2411

Borrelia 5747

TBP known to be present in the studied region TBP identified in the studied region for the first time TBP known to be transmitted by other tick species Pathogens known to be transmitted by other vectors than ticks

Encore beaucoup à découvrir … bactéries

0

20

40

60

80

100

phylumclass order familygenus

Rodents

0

20

40

60

80

100

phylumclass order familygenus

Ticks

Percentage of identification at different taxonomic levels for bacteria.

B/ Séquençage haut débit – bactéries inconnues : 50 % des séquences correspondent à de probable nouveaux genres bactériens

A / Séquençage haut débit – parasites connues mais inattendus

Suspected genus Closest species Nb of Contigs % identity (e-value) Target gene Contig length Read number

Babesia spp. Babesia divergens 3 96-100% (2e-110-1e-55) 18S rRNA 101-318 97-3351

Babesia microti 5 97-100% (5e-70-1e-31) 18S rRNA 101-233 271-1896

Babesia sp. EU1 4 100% (4e-56-2e-79) 18S rRNA 129-224 76-918

Babesia major 1 97% (3e-93) 28S rRNA 270 2351

Theileria spp. Theileria parva 3 94-97% (4e-34-1e-39) 28S rRNA 139-188 149-237

Theileria taurotragi 1 97% (4e-87) 28S rRNA 197 1216

B/ Séquençage haut débit – Parasites inconnus : 70 % des séquences correspondent à de probable nouvelles espèces parasitaires

(Bonnet et al., Plos Neg Trop Dis 2014)

Encore beaucoup à découvrir … parasites

Virus

Autres familles virales

Virus connus

Nouveaux virus (seulement 40% d’homologie de séquence avec les virus connus)

Bilan :

→ Beaucoup d’agents pathogènes « connus » transmis par les tiques détectés

→ Beaucoup d’agents pathogènes « inconnus » également détectés

(Moutailler et al., New microbes and New Infections 2016)

→ 80 % des séquences correspondent à de probable nouveaux virus

Encore beaucoup à découvrir … virus

Contrôle des populations de tiques

Pas de lutte biologique ou génétique

Lutte écologique/sélection de races résistantes aux tiques

1 vaccin anti-tiques contre R. (Boophilus) microplus, commercialisé à Cuba, plus en Australie, cher, souche spécifique

Lutte chimique: épandage ou déparasitage des

hôtes=la plus utilisée, contamination des produits issus de l’élevage et de l’environnement, impact sur la faune non cible, sélection de souches résistantes

Il est urgent et nécessaire d’identifier de nouvelles méthodes de lutte

A l’heure actuelle: changement dans les répartitions

géographiques des tiques –émergences dans certaines

régions- liés aux changement sociaux économiques et

climatiques

Acquisition d’une résistance contre l’infestation

par des tiques

Stratégie vaccinale

La vaccination anti-tiques

L’intérêt d’une vaccination contre les tiques

Limiter l’utilisation des acaricides

Cibler simultanément l’ensemble des agents pathogènes transmis par les tiques

Permet d’envisager l’inclusion de plusieurs antigènes

Cibler les espèces animales domestiques (voire sauvages) permettrait en diminuant les populations de tiques de protéger indirectement l’homme

Manque de données génomiques sur les tiques (seul génome connu: I. scapularis)

Difficulté des modèles expérimentaux : élevage-infections expérimentales

Qui vacciner? Les animaux domestiques, les animaux sauvages (rongeurs par voie orale par exemple), les hommes?

Les difficultés

Stratégies de vaccination contre les tiques

Cibler des molécules essentielles à la biologie des tiques

diminuer la survie, l’oviposition, et donc les populations naturelles

perturber l’alimentation des tiques (digestion ou prise du repas sanguin) : diminution de l’oviposition, des populations + de la probabilité de transmission des agents pathogènes

Cibler des molécules essentielles à la transmission des agents pathogènes

Cibler des molécules « cachées » du système immunitaire de l’hôte (ex tube digestif-pas de pression sélective) ou injectées à l’hôte via la salive (rappels naturels)

Nécessité d’identifier de nouvelles cibles vaccinales, même pour R. microplus

Nécessité d’avoir une action rapide sur la prise du repas de sang ou directe sur la

transmission des agents pathogènes pour protéger les animaux vaccinés pour les

tiques polyxènes (inhibition du gorgement ou de la transmission)

.

anus

Hostskin

midgut

Bloodvessel

ovary

Salivaryglands

FromH.Mehlhorn

Mouthparts(hypostome+chelicerae)

male

Piqûre et transmission d’agents pathogènes

Micro-hématome

Alternativement : injection de salive et absorption de sang par le même canal

La salive : un fluide essentiel

• Cytolytique

• Vasodilatatrice

• Anticoagulante

• Anti-inflammatoire

• Immunosuppressive

La salive crée un environnement

favorable à la transmission et au

développement des agents dans l’hôte

La majorité des agents pathogènes sont

transmis via la salive

Mode d’action d’un vaccin dirigé contre des protéines salivaires des tiques

Salive

+

pathogène

Inhibition des actions

anticoagulante,

immunosuppressive,

anti-

inflammatoire…de la

salive et/ou inhibition

de la transmission

des pathogènes

Hôte vacciné

Rejet de la tique et/ou

inhibition de la transmission

Envisager une lutte intégrée combinant vaccination et lutte écologique qui

permettrait de limiter l’utilisation des acaricides

Identifier des antigènes communs à plusieurs espèces de tiques et des molécules

impliquées dans la transmission de plusieurs agents pathogènes (cf 64TRP, Subolesin)

Nécessité de bien connaître les cycles écologiques des tiques visées pour identifier les animaux à vacciner

conclusion

Nécessité d’identifier des antigènes protecteurs impliqués dans la viabilité/fécondité

des tiques, la prise du repas sanguin et/ou la compétence vectorielle : étudier les

interactions tiques-hôtes et tiques-agents pathogènes

Les tiques transmettent une grande variété d’agents pathogènes: intérêt de cibler le

vecteur plutôt que chacun de ces agents : la vaccination anti-tique

Merci de votre attention