Étude de la diversité génétique de Toxoplasma gondii en Afrique de l'Ouest et recherche des déterminants de son évolution

bilan de mission d'échantillonnage au Sénégal (2016) et premiers résultats

Doctorant :Lokman GALALUMR INSERM 1094 NETUniversité de Limoges

Encadrants :Philippe VIGNOLESAurélien MERCIER

Journées rongeurs du CBGP, 26 et 27 septembre 2016 1

• Seulement une espèce, mais …

‐ Diversité géographique : toutes les latitudes‐ Diversité d’hôtes : tous les animaux à sang chaud

‐ Diversité biologique : pathogénicité chez la souris, comportement en culture cellulaire

‐ Diversité des formes cliniques :

patient immunocompétent : asymptomatique aux cas graves exceptionnelles

patient immunodéprimé :  1/3 réactivation chez les patients sidéens

toxoplasmose congénitale : d’asymptomatique aux cas mortels

• Nicolle et Manceau 1908 Premier isolement en Afrique (Tunisie) chez Ctenodactylus gondii

• Apicomplexe appartenant à la famille des Coccidae Benutzer

• Splendore 1908 Lapin en Amérique du Sud (Brésil)

Dumètre, 2005

2

Toxoplasma gondii : Présentation

Environnement

Fèces de félidésOocystes

Hôtes intermédiaires Herbivores, Omnivores,

Carnivores, oiseaux, humain

Hôtes définitifs Félidés  oocystes

oocystes

kystes

3

Cycle complexe de T. gondii

4

Diversité génétique de T. gondii

Su et al., 2012

HG 3 (Type III)

HG 3 (Caribbean)

HG 1 (type I)HG 2 (type II)

HG 12 (type 12, X)

HG 14 (Africa 3) HG 4 (BrII, BrIV)

Amazonien (HG 5‐10)HG 6 (Africa 1, BrI)

HG 2

HG 6, 9, 14, 3, 4, 8, 1, 2, 135, 10, 15

> 120 génotypes PCR‐RFLP

HG 2, 3, 12, 1

HG 6, 14, 3

HG 13, 1

HG 13 (Chinese 1)

HG 8

type 3 6

HG 3 (type 3 et souches proches)

HG 2, 1

Dérive génétique des Types 1, 2 ou 3

et souches recombinantes

HG 9 (BrIII)

5

Dardé non publié

Distribution des haplogroupes de T. gondii

6

7

Environnementanthropisé

Environnement sauvage

Introgressions de T. gondii : Travaux précédents

Exemple 1 : Guyane française

Mercier et al., 2011

Premières implantations françaises dans la zone de Cayenne dès 1503

SURINAMEBRÉSIL

- 5°Cayenne

Kourou

TgH 18003

TgH 18005

TgH 18007

TgH 18013

TgH 18008

TgH 18009

TgH 18004

TgH 18012

TgH 18021

TgH 18028

GUY‐2004‐JAG1

GUY‐MAZ‐GOU‐0001

Océan Atlantique 

0 50 km

GUYANE FRANÇAISE

8

Introgressions de T. gondii : Travaux précédents

Europe

Importation de viandes chevalines

Continent américain

Introgression de souches atypiques hautement virulentes

Pomares et al., 2011

Exemple 2 : Continent américain / Europe

Aroussi et al., 2015

XVIIème siècle XVIIIème siècle XIXème siècle XXème siècle

Port de Dakar, Sénégal(fondé en 1866)

Traite Négrière française (1670‐1864)

Hypothèse d’introduction de Rattus rattus etMusmusculus domesticusen Afrique de l’Ouest à partir de 1659 (Konecny et al., 2013 et Dalecky et al., 2015 ): date de fondation du port de Saint‐Louis, Sénégal (Sinou,1981)

Saint‐Louis

Konecny et al., 2013

Hypothèse : régions proches de la côte => zones d’interférence possible entre les génotypeseuropéens et africains (échanges commerciaux et animaux vivants débarqués des bateauxdepuis les siècles derniers)

Commerce triangulaire Commerce colonial

Possibilités d’introgression de T. gondii : Le transport maritime 

9

Voilier breton, 1900

Objectif principal : étudier l’influence humaine sous diverses formes (commerce,modification de l’environnement, …) et environnementale (oiseaux migrateurs, …)sur la structuration des populations du toxoplasme et leurs virulences associées

• Estimer les possibilités d’introgression de génotypes d’une originegéographique à l’autre (France / Sénégal).

1) Identification des voies d’introgression potentielles2) Isolement du parasite à partir des réservoirs3) Caractérisation des génotypes des parasite isolés

• Analyser les échanges génétiques et la persistance de certains gènes dansces zones.Données microsatellites / Séquençage / NGS

• Caractériser la virulence des souches à l’isolement dans les régions d’études(risques importation / exportation de souches virulentes).

Objectifs

10

Étude de l'introgression des génotypes de Toxoplasma gondii entre la France etl'Afrique de l'Ouest, et son impact sur l'épidémiologie de la toxoplasmose dans cesrégions

Zones d’étude : 

la France et le Sénégal(longue histoire marchande commune)

Le transport maritime : Contexte France / Afrique de l’ouest

11

LimogesZones ciblées pour l’échantillonnage

XVIIème siècle XVIIIème siècle XIXème siècle XXème siècle

Commerce triangulaire Commerce colonial

Camargue

Fleuve Sénégal

Possibilités d’introgression de T. gondii : Les oiseaux migrateurs 

12

Anas clypeata

Limosa limosa

Egretta alba

13

1ère mission d’échantillonnage au Sénégal :

Bilan

14

Isolement du parasite : Stratégies

Volailles domestiques Captures de rongeurs Animaux morts en bord de route

Procédé d’isolement

Isolement du parasite(effectué sur le terrain)

Sérologie MAT(sur sérum ou 

exsudat)

Sérologie positive

Coeur et/ou cerveau ou muscle

Prélèvement de sang ou d’exsudat 

de viande

Échantillons « frais » :

Fiche de renseignements remplie

Conservé à 4°

Extraction d’ADN pour caractérisation génétique

Digestion trypsique

Lavage (centrifugation)

Inoculation en IP à des souris

Congélation des parasites vivants à partir du cerveau ou de l’ascite en milieu RPMI ‐ DMSO

En fonction de la virulence chez la souris

Présence d’ascite  à 7 à 15 jours PI

Sérologie positive à 3 ou 4 semaines PIPrésence de kystes dans le cerveau 

BradyzoïtesTachyzoïtes

RongeursAnimaux domestiques (poules, canards…)

Méthode d’isolementMéthode 

d’isolement

Isolement du parasite

15

Oiseaux/mammifères sauvages

Aliquot pour étude rapport dose/virulence

!

Etude virulence

16

Dakar : zones d’échantillonnage et prévalence

11 quartiers échantillonnés

Effectifs et prévalence : 41/211 (19,4%)

Grand Dakar

Plateau

5 +ve/8

13 isolats avirulents

Dakar : île de Goré

3 sites échantillonnés

Effectifs et prévalence : 3/46 (6,5%)

3 isolements en cours

18

Environs de Dakar : zones d’échantillonnage et prévalence

4 quartiers/villages échantillonnés

Effectifs et prévalence : 19/199 (9,5%)

Diacksao

Bambilor

8 isolats avirulents + 1 virulent (Tivaouane Peuhl)

19

Saint‐Louis : zones d’échantillonnage et prévalence

7 secteurs/quartiers échantillonnés (Sor, Ile de Ndar & Guet‐Ndar)

Effectifs et prévalence : 56/396 (14,1%)

Ile de Ndar

Guet‐Ndar

23 isolats avirulents + 1 virulent (Guet‐Ndar)

20

Région du Djoudj : zones d’échantillonnage et prévalence

5 villages échantillonnés

Effectifs et prévalence : 9/222 (4%)

Tiguet

Diadèm 3

6 isolats avirulents

21

M’barigo (Région de St‐Louis)

2 isolats avirulents

22

Région de Kédougou : zones d’échantillonnage et prévalence

Kédougou (ville) : 15/59 (25,4%)

Fadiga (2Km de Kédougou) : 4/60 (6,7%)

Fongolimbi (40 km de Kédougou) : 4/81 (5%)

Fongolimbi

Kédougou

1 isolat virulent (ville de Kédougou)

23

Prévalence : 153/1256 (12,2%)

24

Isolement de souches : bilan

Ville ou région Nb d’isolement réussis / Nb d’essais d’isolements

Environs de Dakar                                      9/15 (7C + 2P) 13 isolats avirulents

8 isolats avirulents + 1 virulent (Tivaouane Peuhl)

23 isolats avirulents + 1 virulent (Guet‐Ndar)

2 isolats avirulents

6 isolats avirulents

1 isolat virulent (ville de Kédougou)

Dakar                                                           13/28 (10C + 3P) & 3 en cours  

Saint‐Louis                                                  24/31 (20C + 4P) 

M’barigo (Région de St‐Louis)                 2/8 (2C) 

Région du Djoudj 6/9 (5C + 1P) 

Kédougou et environs                              1C + 14 en cours

Total 55/91 (45C + 10P) & 17 en cours52 isolats avirulents + 3 virulents 

Analyse de la diversité génétique

Etude de la structure des populations

=> échanges génétiques ? 

Ajzenberg et al., 2010

Analyse des échanges génétiques entre les zones d’études

Pour aller plus loin…

Séquençage de gènes / NGS : 

plus résolutives  que microsatellites

peuvent apporter données supplémentaires (histoire ancienne de T. gondii)

Comparer avec des souches issues d’autres origines géographiques 

Etudier liens possibles entre génotype et virulence

25

Génotypage :

15 marqueurs microsatellites

Cricetomys gambianusmenuiserie, Rufisque Ouest

Projet CHANCIRA CBGP 2015

400 échantillons de ce type

274 échantillons => 4 génotypes différents

Cricetomys ‐ Joal

Cricetomys ‐ Rufisque

Cricetomys ‐ Rufisque

Patient ‐ Diagnostiqué en FranceHIV + Toxoplasmose disséminéeIsolement à partir d’un LBA

Premières données sur la diversité génétique de T. gondii au Sénégal

Remerciements

UMR Inserm 1094 Neurologie tropicale, LimogesMarie‐Laure DARDÉDaniel AJZENBERG

Pierre‐Marie PREUXFarid BOUMEDIENE

Gilles DREYFUSSJean‐Benjamin MURAT

Paula BOLAISPatcharee CHAICHANÉmilie BERTRANPETIT

Martine GATETRoselyne MOUZET

Nicolas PLAULT

Institut Pasteur de DakarAndré SPIEGELAmadou SALLAmy GASSAMAHassan SAMATHEY

Université Cheikh‐Anta‐Diop (UCAD)Moustapha DIAGNE

Centre de Biologie pour la Gestion des PopulationsUMR IRD‐INRA‐Cirad‐SupAgro / BIOPASS Mbacké SEMBENEKhalilou BACarine BROUATMamoudou DIALLOJean‐Marc DUPLANTIERLaurent GRANJONMamadou KANENathalie SARRAliou SOWClaire STRAGIERYoussoupha NIANG

IRD au SénégalLaurent VIDAL

Laboratoire commun de microbiologie LCM

Maïmouna CISSOKOSaliou FALL

Sarah PIGNOLYSergio SVISTOONOFF

Laboratoire Population Environnement Développement LPEDAmbroise DALECKYJean‐François MAUFFREY Faculté de Médecine de Dakar

Jean‐Louis NDIAYEBabacar FAYE

Fatou COULIBALY

29Merci de votre attentionMerci de votre attention