L'impact de la température sur la propagation des virus transmis par les moustiques
Explorer comment la température environnementale influence la transmission des virus par les moustiques.
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La température joue un rôle super important dans la transmission des virus transmis par les moustiques, comme le Virus Zika. Comprendre cette relation aide les scientifiques à piger comment les maladies se propagent et à prédire les épidémies futures, surtout avec les changements climatiques qui affectent les patterns météo.
Défis pour comprendre la propagation des virus
Étudier comment la température influence la capacité des moustiques à transmettre des virus, c’est pas simple. Plein de facteurs environnementaux peuvent influencer à la fois les virus et les moustiques qui les transportent. Même si beaucoup d’études ont regardé comment la température affecte la durée de vie des moustiques ou leur développement, on commence juste à saisir comment les changements de température dans la nature impactent la transmission des virus.
Des recherches montrent que les Températures que subissent les moustiques avant de croiser un virus peuvent changer leur capacité à transmettre ce virus. Par exemple, des températures plus froides rendent plus difficile pour les moustiques de gérer les infections virales. Étonnamment, les moustiques qui se développent à des températures plus basses sont souvent moins résistants aux infections à l'âge adulte.
Effets de la température pendant le développement
Une découverte importante a montré que les moustiques dans des zones ombragées peuvent être nettement plus frais que ceux dans des endroits ensoleillés. Par exemple, pendant une épidémie de virus dengue à Buenos Aires, les zones ombragées étaient environ 10 degrés plus froides que les spots ensoleillés. De même, à La Réunion, les moustiques Aedes albopictus préféraient se reproduire dans des endroits plus frais et ombragés.
Comme les moustiques sont à sang froid, leur température corporelle peut changer selon celle de leur environnement. Il faut prendre en compte leurs stades de développement, car ces températures peuvent fortement influencer leur chaleur corporelle, ce qui affecte à son tour leur capacité à propager des virus. Même si beaucoup d’études utilisent des températures constantes pour leurs expériences, ça ne représente pas vraiment les conditions réelles où les températures varient chaque jour.
Une étude a regardé des moustiques Aedes albopictus élevés à l’extérieur pendant différentes saisons. Elle a trouvé que ceux qui se développaient pendant les mois d’automne plus frais étaient meilleurs pour propager le virus dengue que ceux élevés pendant les mois d’été plus chauds. Cependant, cette étude n’a pas identifié quel stade de vie des moustiques était le plus affecté par la température.
Nouvelle recherche sur Aedes Aegypti et le virus Zika
De récentes recherches se sont concentrées sur les moustiques Aedes aegypti, montrant que ceux gardés à des températures inférieures à 25 degrés Celsius pendant leur stade pupal étaient plus sensibles au virus Zika. Garder de jeunes moustiques à des températures plus fraîches retardait leur développement et augmentait les taux de mortalité. Bien qu’on pourrait s’attendre à ce que ces facteurs réduisent leur capacité à propager le virus, les modèles ont montré que si les moustiques étaient gardés dans des conditions plus fraîches uniquement pendant les 1 à 3 jours de leur phase pupale, leur potentiel de propagation du virus augmentait en fait.
Dans le comté de Harris, la surveillance de la température sur les sites de contrôle des moustiques a montré que les températures tombaient naturellement en dessous de 25 degrés Celsius. Ça suggère que les variations dans les environnements de reproduction des moustiques peuvent jouer un rôle clé dans la façon dont les maladies se propagent.
Effet des températures constantes et variables
Pour comprendre comment différentes températures d'élevage affectent la transmission du virus Zika, les chercheurs ont élevé des moustiques à diverses températures constantes et ont comparé leurs taux d'infection. Ils ont découvert que les Aedes aegypti élevés à des températures de 25 degrés Celsius ou moins étaient plus susceptibles de devenir infectés que ceux gardés à la température de contrôle plus élevée de 28 degrés Celsius.
Quand ils ont testé les têtes des moustiques infectés pour des preuves du virus, les résultats ont montré que les températures plus basses aidaient à propager le virus Zika plus efficacement. Une analyse quantifiant les niveaux viraux a confirmé que les moustiques élevés dans des environnements plus frais avaient des niveaux plus élevés du virus dans leur corps.
Étude des stades de développement
Pour déterminer les stades de vie spécifiques que la température affecte, les chercheurs ont soumis uniquement le stade pupal des Aedes aegypti à des températures plus fraîches. Ils ont découvert que garder des pupes à 25 degrés Celsius ou moins augmentait la probabilité d'infection et de propagation du virus Zika, tandis qu’aucun changement significatif ne s’est produit lorsque des températures plus basses affectaient seulement les stades larvaires.
Quand des moustiques étaient exposés à des températures fluctuantes reflétant les environnements naturels, les Aedes aegypti élevés sous ces conditions montraient des tendances similaires. En utilisant des capteurs de température dans différents habitats pendant un an, ils pouvaient associer les données de température à des périodes de forte transmission virale.
Modélisation de la transmission du virus
Pour explorer l'impact de la température sur la propagation du virus, les scientifiques ont construit un modèle pour calculer comment la température influence le nombre de reproduction de base (R0), qui estime combien de personnes une personne infectée transmettrait le virus dans une population. La plupart des modèles utilisent une température constante, ce qui ne représente pas précisément les conditions variées auxquelles les moustiques sont confrontés.
En prenant en compte à la fois les stades juvéniles et adultes des moustiques, la recherche a trouvé que si seul le stade pupal était exposé à des températures plus fraîches, cela pouvait augmenter significativement la valeur de R0. C'était probablement parce que ces moustiques pouvaient encore se développer rapidement, augmentant ainsi les chances de transmission même à des températures plus basses.
Un regard plus profond sur le rôle de la température
Les recherches ont suggéré que l'exposition à des températures plus fraîches pendant le développement pourrait aider à surmonter les barrières qui empêchent les virus d'infecter efficacement les moustiques. Malheureusement, beaucoup d'études ont négligé les plages de températures naturelles que subissent les moustiques. Ces variations non prises en compte pourraient modifier notre compréhension de l'impact de la température sur la propagation des maladies.
Alors que des températures plus élevées peuvent rendre les moustiques plus sensibles aux infections, elles peuvent également provoquer des taux de mortalité plus élevés, ce qui complique le potentiel de transmission virale. Des températures plus basses semblent réduire le nombre total de moustiques infectieux, affectant le comportement et la physiologie des moustiques différemment.
Conclusion
En résumé, la température joue un rôle majeur dans le risque de transmission de maladies par les moustiques. Alors que les conditions climatiques continuent de changer, il est essentiel de mieux comprendre comment ces facteurs environnementaux interagissent avec les stades de développement des moustiques. Les résultats indiquent que surtout le stade pupal pourrait influencer significativement la propagation du virus Zika.
Des études et des expériences plus complètes prenant en compte les variations naturelles des températures quotidiennes pourraient conduire à de meilleures prédictions sur la façon dont les maladies transmises par les moustiques se propagent. De plus, des recherches supplémentaires sur les réponses immunitaires des moustiques face à ces variations de température fourniront des aperçus précieux pour réduire la transmission des maladies virales. En comprenant mieux ces dynamiques, on peut développer des stratégies de contrôle plus efficaces contre les maladies transmises par les moustiques.
Titre: Exposure to cooler temperatures during pupal development increases Aedes aegypti vector competence and the R0 for Zika virus
Résumé: Temperature profoundly affects various aspects of ectotherm biology. Notably, in mosquito species that spread viral diseases, temperature influences not only vector biology, but also the dynamics of pathogen-vector interactions. However, research attempting to address the role of the thermal environment in disease transmission often employs constant temperatures, which do not reflect the natural diurnal fluctuations these organisms experience. Additionally, most studies focus on adult mosquitoes in the period following virus infection. Much less attention has been paid to evidence indicating that temperatures experienced during earlier developmental stages may also affect the ability of disease vectors to be infected with and transmit viruses. Here, we show that Aedes aegypti exposed to temperatures below 25{degrees}C, specifically during the pupal stage of development, exhibit heightened susceptibility to Zika virus (ZIKV), which increases transmission efficiency. Modeling suggests that exposing mosquitoes to cooler fluctuating diurnal temperature ranges only during the relatively short pupal stage increases the R0 or reproductive number of ZIKV. Data loggers placed near Harris County Mosquito Control trap sites consistently recorded temperatures below 25{degrees}C, indicating natural exposure to such conditions. These results highlight the significance of thermal heterogeneity in the microhabitats where container-breeding mosquitoes undergo development. Such heterogeneity may play a more important role in the transmission of mosquito-borne diseases than previously recognized. Author SummaryA paucity of information regarding how natural heterogeneity in thermal environments influences the spread of viral pathogens by mosquito species hinders our ability to decipher current and future patterns of disease transmission under changing climatic conditions. Here, we show that Ae. aegypti pupae exposed to cooler fluctuating diurnal temperature ranges, mimicking realistic field conditions, increases vector competence for ZIKV. Modeling cooler temperatures during immature life stages predicts slower development and increased mortality, counterbalancing increases in disease transmission. However, exposing mosquitoes to lower temperatures only during the relatively short pupal stage was predicted to increase the R0 value of ZIKV. These results suggest that environmental temperatures specifically experienced during the pupal stage may have an important role in disease transmission.
Auteurs: Kevin M Myles, T. D. Pohlenz, J. Vela, M. Reyna, C. Fredregill, B. Hur, M. Erraguntla, M. Lawley, M. Debboun, Z. N. Adelman, M. L. Ndeffo-Mbah
Dernière mise à jour: 2024-02-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619.full.pdf
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