Risques d'infection par les arbovirus chez les rongeurs en Tanzanie
Une étude révèle que M. natalensis est un hôte pour des arbovirus nuisibles en Tanzanie.
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Table des matières
- Importance de l'identification des réservoirs de virus
- Épidémies précédentes et objectifs de l'étude actuelle
- Collecte et origine des échantillons
- Méthodes et procédures de test
- Résultats : Séroprevalence et corrélations
- Facteurs d'âge et de sexe
- Implications pour la santé publique
- Conclusion
- Source originale
L'Afrique fait face à de nombreuses maladies infectieuses qui affectent la santé publique et le développement. Un groupe de virus, appelés arbovirus, représente une menace croissante, surtout avec les changements climatiques et environnementaux. Les arbovirus incluent plusieurs familles de virus, avec des familles notables comme Flaviviridae, Togaviridae, Bunyaviridae, et Reoviridae. Quelques arbovirus bien connus sont le virus de la dengue, le virus de la fièvre jaune, le virus Zika, et le virus chikungunya. Ces virus se propagent principalement par des insectes comme les moustiques, les tiques, et les phlébotomes, qui se nourrissent de sang. Ces insectes peuvent nuire non seulement aux humains mais aussi aux animaux et à la faune.
Bien que certains arbovirus puissent causer de graves maladies chez les humains, ils impactent aussi les animaux. Par exemple, le virus de la fièvre du Rift affecte les chèvres et les moutons, le virus du Nil occidental affecte les oiseaux et les chevaux, et le virus de l'encéphalite japonaise affecte les oiseaux et les porcs. L'augmentation de ces virus est en partie due à la croissance urbaine, aux connexions accrues entre les gens à travers le monde, et aux changements environnementaux qui affectent les insectes qui propagent ces virus. Comme les arbovirus peuvent menacer la santé humaine, animale et environnementale, il est essentiel de considérer ces enjeux ensemble.
Cependant, on sait encore trop peu sur la façon dont les animaux sauvages peuvent porter des virus pouvant infecter les humains, ainsi que sur la variété naturelle de ces virus. Ce manque de connaissances rend difficile la compréhension de la propagation des arbovirus et des moyens de les contrôler efficacement.
Importance de l'identification des réservoirs de virus
Depuis de nombreuses années, les scientifiques s'efforcent de trouver des réservoirs naturels d'arbovirus pour surveiller, prévenir et contrôler le risque d'infection chez les humains. Certaines études suggèrent que les primates non humains pourraient être des porteurs significatifs d'arbovirus, car ils ont montré des preuves d'Anticorps et de matériel génétique du virus. Cependant, les petits mammifères n'ont pas reçu beaucoup d'attention en tant qu'hôtes potentiels pour ces virus. Il existe quelques rapports d'arbovirus chez les petits mammifères, indiquant la nécessité de recherches plus approfondies sur leurs rôles potentiels.
Les rongeurs ont des caractéristiques qui pourraient en faire des hôtes importants pour divers agents pathogènes, y compris les arbovirus. Ils possèdent un grand nombre d'espèces différentes, beaucoup peuvent atteindre de grandes populations, et ils vivent souvent près des humains. Cette proximité augmente le risque de transmission des pathogènes aux humains. Une espèce de rongeur courante est le Mastomys natalensis, ou la souris multimammate, que l'on trouve dans de nombreuses régions de l'Afrique subsaharienne, en particulier dans les champs cultivés et près des zones urbaines. En Afrique de l'Est, notamment en Tanzanie, la population de M. natalensis varie avec les pluies saisonnières, entraînant des fluctuations importantes de leurs nombres. Ce rongeur peut être un hôte pour de nombreux agents pathogènes zoonotiques, suscitant des inquiétudes quant à la transmission des maladies.
Bien qu'il n'y ait pas beaucoup de recherches sur les arbovirus chez M. natalensis, une étude a trouvé des preuves de l'ARN du virus Usutu chez eux. D'autres espèces de rongeurs en Afrique ont eu des découvertes sporadiques d'arbovirus. Les caractéristiques de M. natalensis pourraient indiquer qu'il joue un rôle dans la transmission des arbovirus, surtout puisque leurs populations peuvent croître rapidement pendant certaines saisons. Cela signifie qu'ils peuvent représenter un risque pour les humains, surtout en Tanzanie.
Épidémies précédentes et objectifs de l'étude actuelle
La Tanzanie a connu plusieurs épidémies de virus chikungunya, virus de la fièvre du Rift, virus du Nil occidental, et virus de la dengue au cours des dernières décennies. En raison des similitudes dans les symptômes entre les infections par arbovirus et le paludisme, qui est courant en Tanzanie, il est probable que de nombreux cas d'infections par arbovirus passent inaperçus. Ces études confirment que la population locale est exposée aux arbovirus, mais la façon exacte dont ces virus se propagent dans la région reste floue.
Cette étude vise à enquêter sur le fait que les M. natalensis sauvages servent d'hôtes pour les arbovirus dans leur environnement. Pour cela, les chercheurs ont développé un test immunitaire spécialisé pour détecter des anticorps contre plusieurs arbovirus dans des échantillons de sang prélevés sur M. natalensis à Morogoro, en Tanzanie.
Collecte et origine des échantillons
Les échantillons analysés dans cette étude ont été prélevés lors d'études antérieures par diverses équipes de recherche à Morogoro, en Tanzanie, entre 2010 et 2019. Les échantillons ont été collectés en deux vagues : la première incluait environ 500 échantillons de sang séché de souris sauvages utilisés dans des expériences, tandis que la seconde incluait 800 échantillons de sang séché prélevés sur des souris capturées pendant différentes années. La collecte visait à choisir des échantillons au hasard sans tenir compte des caractéristiques individuelles.
Lors du processus de collecte, des M. natalensis ont été capturés vivants à l'aide de pièges dans divers environnements, y compris des forêts et des champs cultivés. Du sang a été prélevé sur les souris pour tests et conservé sur du papier filtre. Des informations supplémentaires, telles que le sexe et le poids, ont également été enregistrées.
Méthodes et procédures de test
Pour vérifier la présence d'anticorps contre les arbovirus dans les échantillons collectés, les chercheurs ont mis en place un test immunitaire spécialisé utilisant une technologie avancée. Ils ont préparé des protéines virales capables de déclencher des réponses immunitaires et les ont attachés à des billes spéciales pour la détection. Ils ont également utilisé des souris de leur colonie d'élevage pour créer des échantillons de contrôle positifs.
Le test impliquait de préparer des échantillons de M. natalensis capturés dans la nature en faisant tremper des points de sang séché dans une solution, puis en mesurant la réponse immunitaire. Les échantillons ont subi plusieurs étapes pour garantir des lectures précises, y compris l'ajout de protéines spécifiques et d'anticorps pour voir si les souris avaient été exposées à l'un des virus ciblés.
Les données recueillies lors des tests ont été analysées à l'aide de logiciels statistiques pour déterminer la présence d'anticorps. Les chercheurs ont examiné des facteurs tels que l'âge et le sexe des souris pour comprendre comment ces facteurs influençaient la probabilité d'avoir des anticorps.
Résultats : Séroprevalence et corrélations
Après avoir testé environ 1 280 échantillons, les résultats ont montré que près de 24 % des M. natalensis testés avaient des anticorps contre au moins un des virus étudiés. Des familles de virus spécifiques, comme les Flaviviridae, avaient une Séroprévalence impressionnante d'environ 20 %. La séroprévalence individuelle pour des virus spécifiques variait, avec DENV2 affichant environ 8 % d'échantillons positifs et d'autres virus ayant des taux plus bas.
Une analyse de corrélation entre les virus testés a montré des relations entre certains virus. Par exemple, WSLV et USUV avaient des taux de corrélation élevés, tandis que DENV1 et CHIKV partageaient également des similitudes. Cela suggère que certains virus peuvent déclencher des réponses immunitaires similaires en raison de leurs relations génétiques.
Facteurs d'âge et de sexe
L'étude a révélé que les femelles M. natalensis avaient plus de chances de tester positif pour plusieurs virus par rapport aux mâles. Cela pourrait être lié aux différences dans les réponses immunitaires entre les sexes, comme l'ont noté des études précédentes indiquant que les femelles ont généralement des systèmes immunitaires plus forts.
L'âge a également joué un rôle important, avec des souris plus âgées montrant une prévalence plus élevée d'anticorps contre de nombreux arbovirus. Cela indique que l'exposition à ces virus conduit souvent à un développement d'immunité en vieillissant. Les jeunes souris, étant immunologiquement naïves, sont essentielles pour maintenir la transmission des virus, puisqu'elles manquent des anticorps nécessaires pour combattre les infections.
Implications pour la santé publique
Les résultats de cette étude suggèrent fortement que M. natalensis est fréquemment exposé aux arbovirus et peut servir d'hôte pour ces virus, posant des risques potentiels pour la santé humaine. Étant donné l'environnement en Tanzanie, avec des augmentations saisonnières de la population de M. natalensis et des conditions optimales pour la reproduction des insectes, la probabilité d'épidémies d'arbovirus pourrait augmenter.
Des enquêtes précédentes sur la santé humaine dans la même région ont indiqué une présence significative d'anticorps pour le virus chikungunya, soulignant encore davantage la menace des arbovirus pour les humains. Les résultats de cette étude s'alignent avec ceux d'autres recherches, montrant que les rongeurs et les humains sont exposés à des virus similaires.
Conclusion
En conclusion, la présence d'anticorps contre divers arbovirus chez M. natalensis indique que ces rongeurs sont souvent infectés et pourraient contribuer de manière significative aux cycles de transmission du virus. La séroprévalence plus élevée chez les femelles et les individus plus âgés souligne les interactions complexes entre le sexe, l'âge et l'immunité pour comprendre la dynamique des infections par arbovirus.
D'autres recherches, y compris des tests plus sophistiqués pour identifier des virus spécifiques chez M. natalensis, sont essentielles pour clarifier leur rôle dans la transmission des arbovirus et pour informer les stratégies de santé publique visant à contrôler ces maladies en Afrique de l'Est. Comprendre la dynamique écologique et démographique de ces rongeurs sera clé pour prédire et gérer les potentielles épidémies de maladies arbovirales, protégeant la santé humaine dans la région.
Titre: Antibodies against medically relevant arthropod-borne viruses in the ubiquitous African rodent Mastomys natalensis
Résumé: Over the past decades, the number of arthropod-borne virus (arbovirus) outbreaks has increased worldwide. Knowledge regarding the sylvatic cycle (i.e., non-human hosts/environment) of arboviruses is limited, particularly in Africa, and the main hosts for virus maintenance are unknown. Previous studies have shown the presence of antibodies against certain arboviruses (i.e., chikungunya-, dengue- and zika virus) in African non-human primates and bats. We hypothesize that small mammals, specifically rodents, may function as amplifying hosts in anthropogenic environments. The detection of RNA of most arboviruses is complicated by the viruss short viremic period within their hosts. An alternative to determine arbovirus hosts is by detecting antibodies, which can persist several months. We developed a high-throughput multiplex immunoassay to detect antibodies against 15 medically relevant arboviruses. We used this assay to assess almost 1,300 blood samples of the multimammate mouse, Mastomys natalensis from Tanzania. In 24% of the samples, we detected antibodies against at least one of the tested arboviruses, with high seroprevalences of antibodies reacting against dengue virus serotype one (7.6%) and two (8.4%) and chikungunya virus (6%). Seroprevalence was higher in females and increased with age, which could be explained by inherent immunity and behavioral differences between sexes and the increased chance of exposure to an arbovirus with age. We evaluated whether antibodies against multiple arboviruses co-occur more often than randomly and found that this may be true for some members of the Flaviviridae and Togaviridae. In conclusion, the development of an assay against a wide diversity of medically relevant arboviruses enabled the analysis of a large sample collection of one of the most abundant African small mammals. Our findings suggest a role in the transmission of multiple arboviruses by this ubiquitous rodent and provide a solid foundation for future molecular screening to elucidate the role in the arbovirus transmission cycle. Author summaryOne of the main causes of zoonotic related human morbidity and mortality is the transmission of arthropod-borne viruses such as dengue virus, Yellow Fever virus, and chikungunya virus. These viruses cannot only infect humans but also livestock, pets, and wildlife, though our understanding of their non-human hosts remains limited. Rodents are thought to be an interesting host for these viruses because they can be abundant, often live near humans and some are already known to be viral hosts. However, research has focused on non-human primates, neglecting other potential hosts. To address this gap, we have developed a high-throughput antibody test to screen rodent blood against 15 different arboviruses. Our findings reveal that a proportion of Mastomys natalensis, a common African rodent species, carry antibodies that (cross-)react against these viruses. We hypothesize that immunologically naive juveniles may drive transmission, particularly during population outbreaks. These outbreaks coincide with environmental conditions that are favorable for mosquitoes, the vectors of these viruses. Thus, increasing the risk of spillover to humans, livestock, and wildlife. Understanding the role of rodents in arbovirus transmission dynamics is crucial for mitigating zoonotic disease risks.
Auteurs: Wim De Kesel, B. Vanden Broecke, B. Borremans, L. Fourchault, E. Willems, A. Ceulemans, C. Sabuni, A. Massawe, R. H. Makundi, H. Leirs, M. Peeters, E. Verheyen, S. Gryseels, J. Marien, K. K. Arien
Dernière mise à jour: 2024-05-28 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595460
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595460.full.pdf
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