Menace croissante du virus du Nil occidental au Royaume-Uni

Les maladies transmises par des vecteurs, comme celles causées par des insectes comme les moustiques et les tiques, représentent une menace sérieuse pour la santé humaine et animale. Ces maladies constituent environ 17 % de toutes les maladies infectieuses chez les gens et causent plus de 700 000 décès chaque année dans le monde. Les effets de ces maladies vont au-delà de la santé ; elles entraînent aussi d'importantes pertes économiques dans l'industrie du bétail et contribuent aux pénuries alimentaires.

Les insectes qui transmettent ces maladies sont sensibles à la température et aux changements environnementaux, ce qui signifie que leur comportement et leur répartition peuvent changer avec le climat. Avec le changement climatique qui se poursuit, le risque associé à ces maladies devrait augmenter. Dans les zones urbaines, des Températures plus chaudes pourraient permettre à de nouvelles espèces de moustiques de prospérer, entraînant des épidémies potentielles de maladies comme la dengue, le chikungunya et la fièvre du Nil occidental, par exemple au Royaume-Uni.

#Aperçu du Virus du Nil occidental

Le virus du Nil occidental (VNO) est une de ces maladies. Il se propage principalement entre les moustiques et les oiseaux. Parfois, les humains et les chevaux peuvent être infectés, généralement sans maladie sévère. Cependant, environ 20 % des personnes infectées peuvent ressentir des symptômes comme des maux de tête et de la fièvre, et environ 1 cas sur 150 peut être sévère, conduisant à une méningite ou une encéphalite.

Récemment, le VNO est apparu dans certaines parties de l'Europe où il n'avait pas été trouvé auparavant, et les experts prédisent qu'il pourrait atteindre le Royaume-Uni. La façon la plus probable pour que le VNO entre au Royaume-Uni est à travers des oiseaux migrateurs qui portent le virus depuis des régions infectées en Europe continentale.

Le VNO affecte non seulement la santé, mais a aussi des conséquences économiques significatives. Par exemple, en Belgique, chaque cas hospitalisé coûte potentiellement environ 4 500 €. Au-delà des coûts pour la santé humaine, il y a des dépenses supplémentaires liées à la vaccination des chevaux dans les zones à risque, ce qui représente des millions de pertes.

#Comprendre le risque de VNO au Royaume-Uni

Pour évaluer le risque de VNO au Royaume-Uni, il est essentiel de comprendre où les moustiques et les oiseaux hôtes potentiels sont susceptibles de prospérer. Il y a deux espèces principales de moustiques qui posent problème au Royaume-Uni : Culex pipiens et Culex modestus. Culex pipiens est commun et se nourrit généralement d'oiseaux, mais peut aussi piquer des mammifères, y compris les humains. Culex modestus est une espèce invasive qui a commencé à apparaître au Royaume-Uni dans les années 1940 et a un éventail plus limité par rapport à Culex pipiens. Cependant, elle est préoccupante car elle peut piquer à la fois des oiseaux et des mammifères, augmentant le risque de propagation de la maladie.

#Rassembler des modèles pour prédire la propagation des maladies

Pour prédire où ces moustiques pourraient vivre, les scientifiques utilisent deux principaux types de modèles : les modèles corrélatifs, qui relient les données existantes sur les espèces aux facteurs environnementaux, et les modèles mécanistes, qui se basent sur des réponses biologiques connues aux conditions environnementales. Les modèles corrélatifs ont été largement utilisés pour estimer les distributions d'espèces en corrélant des données de présence avec diverses variables environnementales. Il existe de nombreux types de modèles corrélatifs, y compris Random Forest, Boosted Regression Tree et MaxEnt, chacun avec ses forces selon les espèces étudiées.

Cependant, ces modèles nécessitent des données fiables sur l'endroit où les espèces se trouvent. Souvent, ces données sont incomplètes, particulièrement pour les espèces nouvelles ou invasives. Pour y remédier, les scientifiques doivent parfois créer des données de "pseudo-absence" pour représenter les zones où l'espèce est probablement absente.

Les modèles mécanistes, en revanche, s'appuient sur des connaissances existantes concernant les préférences et les tolérances d'une espèce aux facteurs environnementaux. Cette approche est particulièrement précieuse pour les animaux comme les insectes, dont les cycles de vie peuvent changer rapidement en réponse à la température et à d'autres conditions.

Dans cette étude, l'objectif est de prédire la distribution des vecteurs du VNO, Culex pipiens et Culex modestus, au Royaume-Uni. L'utilisation de modèles corrélatifs et mécanistes permet aux chercheurs de créer une image plus claire de l'endroit où ces moustiques pourraient se trouver aujourd'hui et à l'avenir sous différents scénarios climatiques.

#Collecte de données pour les modèles

Les données sur les moustiques Culex ont été recueillies à partir de bases de données sur la Biodiversité, en collectant toutes les observations confirmées. Cette information a permis aux chercheurs de mieux comprendre où se trouvent actuellement ces moustiques. Pendant ce temps, les données sur les espèces d'oiseaux qui pourraient servir d'hôtes pour le VNO ont été prises de sources similaires, en se concentrant sur les espèces reconnues comme sensibles au virus.

Les oiseaux, en particulier certains types de moineaux et de corbeaux, sont considérés comme des hôtes probables pour le VNO. En comprenant où ces oiseaux se trouvent, les chercheurs peuvent identifier des points chauds potentiels pour le virus, surtout dans les zones où les moustiques sont également présents.

#Choix des facteurs environnementaux

Pour créer des modèles précis, les scientifiques ont sélectionné divers facteurs environnementaux qui pourraient influencer la présence des moustiques et de leurs oiseaux hôtes. Des facteurs tels que la température, les précipitations et l'utilisation des terres ont été inclus pour aider à comprendre à quel point différentes zones sont adaptées à ces espèces.

En analysant ces facteurs, les chercheurs peuvent affiner les zones où les moustiques Culex sont susceptibles de prospérer et où il y a un risque plus élevé de transmission de la maladie.

#Exécution des modèles

Plusieurs techniques de modélisation ont été utilisées pour prédire les distributions des deux espèces de Culex. Les chercheurs ont comparé les résultats de différents modèles pour voir comment ils s'alignaient et pour trouver la meilleure approche. Par exemple, des indicateurs comme le Taux de Vrais Positifs et l'Aire Sous la Courbe ont été utilisés pour évaluer la performance des modèles.

Pour Culex pipiens, il a été constaté que les zones du sud et de l'est de l'Angleterre sont plus adaptées pour le moustique, tandis que les zones moins adaptées se concentraient dans les régions du nord. En revanche, les prévisions de distribution pour Culex modestus indiquaient une présence plus limitée, principalement dans le sud-est.

#Modélisation mécaniste pour validation

En plus des modèles corrélatifs, une modélisation mécaniste utilisant CLIMEX a été réalisée. Cette approche utilise des données biologiques pour prédire la pertinence en fonction des conditions écologiques. Les résultats de CLIMEX s'alignaient bien avec les modèles corrélatifs, suggérant que les deux méthodes fournissent des informations fiables sur les habitats de moustiques.

En identifiant les zones propices à la croissance de Culex pipiens et Culex modestus, les chercheurs peuvent mieux prédire où le VNO pourrait s'établir au Royaume-Uni.

#Évaluation du risque futur

Alors que le changement climatique continue de modifier les environnements, ces modèles prévoient également des changements potentiels dans les distributions de moustiques d'ici l'an 2100 sous différents scénarios climatiques. Les prévisions indiquent que les habitats adaptés pour les moustiques Culex pourraient s'étendre, notamment dans l'est de l'Angleterre.

L'étude souligne que dans le pire des scénarios climatiques, le risque de maladie augmentera probablement dans les zones densément peuplées, où les moustiques et les hôtes potentiels comme certaines espèces d'oiseaux coexistent.

#Cartographie du risque de VNO

Pour visualiser les zones avec le plus grand risque de VNO, les chercheurs ont combiné les données des deux vecteurs et des espèces hôtes en une seule carte de risque. Cette carte révèle que les points chauds de risque existent principalement dans le sud et l'est de l'Angleterre, où les conditions environnementales sont les plus favorables aux populations de moustiques et d'hôtes.

De plus, en considérant les populations humaines et équines dans ces zones à risque, il devient évident que les zones urbaines densément peuplées s'alignent également avec des risques accrus de transmission de la maladie. Cette connexion souligne l'importance de surveiller à la fois la santé animale et humaine dans les stratégies de prévention des épidémies.

#Conclusion

Cette étude met en lumière l'impact potentiel du changement climatique sur le VNO au Royaume-Uni en utilisant une combinaison d'approches de modélisation corrélative et mécaniste. En comprenant où les vecteurs et les hôtes sont susceptibles de prospérer, les responsables de la santé publique peuvent mieux se préparer et répondre aux épidémies possibles.

Les recherches futures bénéficieront de données plus précises sur les populations de chevaux et d'autres espèces hôtes potentielles, améliorant les prévisions et permettant une surveillance plus ciblée. Alors que les schémas de maladies continuent d'évoluer, ces modèles seront cruciaux pour identifier les zones à risque et mettre en œuvre des stratégies de réponse précoce pour contrôler les épidémies avant qu'elles ne se propagent.