De la dengue et de ses vecteurs - Vecteurs
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Les vecteurs
L'historique
Tous les vecteurs du virus de la dengue, connus à ce jour, sont des moustiques (Diptères Nématocères de la famille des Culicidae) appartenant à la sous-famille des Culicinae et au genre Aedes. Leur rôle dans la transmission du virus de la dengue a été démontré dès le début du XXème siècle grâce à des expériences sur des volontaires. La première de ces expériences a été réalisée par Graham, à Beyrouth, en 1903. Trois ans plus tard, en Australie, Bancroft (1906) démontrait pour la première fois l’implication d’Ae. aegypti dans la transmission du virus de la dengue, rôle ensuite confirmé par Cleland et al. (1918). Dans les années 1920 aux Philippines, en multipliant les expériences sur des volontaires, des chercheurs de l’armée américaine précisaient la compétence vectorielle d’Ae. aegypti (son aptitude à être infecté par le virus, à le répliquer et à le transmettre) et identifiaient Ae. albopictus comme vecteur secondaire du virus de la dengue (Siler et al., 1926; Simmons et al., 1931). Des études menées dans le Pacifique ont ensuite démontré la capacité d’Aedes du groupe scutellaris, auquel appartiennent Ae. albopictus et Ae. polynesiensis, à transmettre le virus de la dengue (MacKerras, 1946; Rosen et al., 1954).
Les cycles de transmission
Si l’Afrique a d’abord été désignée comme « Terre d’origine du virus de la dengue » (Hirsch, 1883; Ehrenkranz et al., 1971), la thèse d’un cycle selvatique primitif impliquant des singes et des moustiques de la canopée des forêts de Malaisie a ensuite été proposée (Smith, 1956; Rudnick & Lim, 1986; Halstead, 1992). Des études sérologiques et d’isolement viral ont permis d’observer que le virus de la dengue circule chez certains singes, en Asie du Sud-Est comme en Afrique (Rodhain, 1991). Bien qu’il soit impossible d’exclure que la circulation du virus chez ces primates soit issue d’une infection rétrograde d’origine humaine, ces observations confortent l’hypothèse de l’existence de cycles de transmission selvatiques zoonotiques primitifs du virus de la dengue. Des souches ancestrales selvatiques, de DEN2 en Afrique et des quatre sérotypes de dengue en Asie du Sud-Est, auraient ensuite évolué indépendamment (il y a des centaines voire des milliers d’années) en s’adaptant à la fois aux vecteurs péridomestiques et à l’hôte humain (Wang et al., 2000).
Les cycles de transmission (Fig.7) selvatiques impliquent des singes et des moustiques du genre Aedes vivant dans la canopée des forêts humides. Ces moustiques appartiennent à trois sous-genres : Stegomyia, Finlaya et Diceromyia (Rudnick & Lim, 1986; Cornet, 1993; Diallo et al., 2003). S’il semble que le passage du virus des forêts vers les zones urbaines soit peu fréquent (Rico-Hesse, 1990), des cycles de transmission ruraux/épidémiques se dérouleraient en zone rurale, dans des villages ou des îles peu peuplées. La majorité de la population sensible présente dans la zone serait alors infectée et immunisée. La diminution rapide du nombre d’individus sensibles au virus mettrait ensuite rapidement fin à l’épidémie. Selon la région, plusieurs moustiques du sous-genre Stegomyia pourraient intervenir comme vecteurs dans ces cycles ruraux/épidémiques, notamment Ae. aegypti, Ae. albopictus et Ae. polynesiensis (Smith, 1956; Gubler, 1988). En terme d’impact sur la santé publique, les cycles de transmission les plus importants sont les cycles urbains endémiques/épidémiques se déroulant dans les grands centres urbains, des zones tropicales et intertropicales du globe. Le virus est alors maintenu dans une cycle « Ae. aegypti-homme-Ae. aegypti ».
Figure 7 - Cycles de transmission du virus de la dengue. Adapté de Gubler, D.J. (1998)
Les moustiques vecteurs
Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762)
Le vecteur principal de la dengue dans le monde est incontestablement Ae. aegypti. Des villages puis des villes du continent africain (Rodhain, 1991), l’aire de répartition d’Ae. aegypti se serait étendue à l’ouest dès le XVIIème siècle, au bassin méditerranéen au XVIIIème, à l’Asie du Sud-Est puis aux îles du Pacifique à partir du XIXème. Si dans les années 1950-1960, l’espèce a été éradiquée dans le bassin méditerranéen et une grande partie de l’Amérique du Sud, elle a depuis réinfesté la plupart de ces zones. Aujourd’hui, Ae. aegypti est présent dans pratiquement toutes les zones tropicales et intertropicales du globe. L’aire de répartition de la dengue dans le monde se calque sur celle d’Ae. aegypti et toutes les régions dans lesquelles le vecteur s’est établit sont le siège, avéré où potentiel, d’épidémies de dengue (Carte 3).
Carte 3 - Distribution d’Aedes aegypti et de la dengue dans le monde en 2005. Carte adaptée du CDC (2005)
Ae. aegypti est une espèce polytypique, à large distribution géographique, qui se caractérise par une grande variabilité morphologique, physiologique et éco-éthologique (Failloux & Rodhain, 1999). Cette espèce présente également une grande hétérogénéité génétique (Tabachnick & Powell, 1978; Powell, 1985). Dès 1967, Craig & Hickey avaient évoqué la possibilité que la capacité d’un moustique à transmettre un arbovirus soit déterminée génétiquement. Des variations dans la susceptibilité à l’infection orale par le virus de la dengue ont ensuite été démontrées expérimentalement sur différentes souches d’Ae. aegypti (Gubler et al., 1979; Rosen et al., 1985; Tabachnick et al., 1985; Tardieux et al., 1990; Vazeille-Falcoz et al., 1999). Cette variabilité de la compétence vectorielle, entre des populations d’Ae. aegypti d’origines géographiques différentes, serait intimement liée à l’hétérogénéité génétique de l’espèce (Miller & Mitchell, 1991; Bosio et al., 1998, 2000).
La différenciation génétique des populations d’Ae. aegypti est fortement dépendante de facteurs environnementaux, aussi bien naturels (saison des pluies) que liés aux activités humaines (traitement insecticide, modalités de stockage des réserves d’eau) (Paupy et al., 2005). L’impact des activités humaines sur la différenciation génétique de l’espèce a notamment été démontré dans une étude menée au Vietnam, par Tran Khan Tien et al. (1999). Ces auteurs ont comparé la susceptibilité orale à l’infection par le virus de la dengue et la différenciation génétique, de populations d’Ae. aegypti capturées dans différents quartiers du centre d’Ho Chi Minh Ville et de la zone péri-urbaine. Contrairement à la zone péri-urbaine, une forte différenciation génétique et une grande hétérogénéité des taux d’infection ont été observées, parmi les populations capturées dans le centre ville. L’utilisation intensive d’insecticide dans le centre ville aurait réduit la densité de vecteurs, ainsi que leur dispersion, amplifiant la différenciation génétique de l’espèce dans cette zone. Parmi les facteurs naturels, l’abondance des précipitations et la durée de la saison des pluies peuvent également avoir une influence sur la différenciation génétique. Lorsqu’elles sont importantes, les gîtes potentiels sont abondants, favorisant le déplacement des individus et le « brassage génétique », et réduisant ainsi la différenciation génétique (Trpis, 1972; Huber et al., 2002).
Ae. albopictus appartient au groupe scutellaris du sous-genre Stegomyia. Il est originaire des forêts du Sud-Est asiatique (Smith, 1956), se nourrissant sur une grande variété d’animaux et déposant ses œufs dans les cavités naturelles des arbres. Il s’est ensuite adapté à l’environnement créé par les humains, sans pour autant acquérir le degré de domestication d’Ae. aegypti. Dans la mesure où Ae. albopictus ne présente pas de spécialisation écologique et qu’il est couramment présent dans les zones forestières, rurales et péri-urbaines, il est suspecté d’être responsable de l’introduction, dans les zones habitées, de souches de dengue provenant de cycles selvatiques zoonotiques (Rodhain & Rosen, 1997).
Jusqu’au début du XXème siècle, l’aire de répartition d’Ae. albopictus était restreinte à l’Inde, l’Asie du Sud-Est, la Chine, l’Indonésie et les îles de l’Océan Indien. Depuis, elle s’est étendue à Hawaii (Rai, 1991), aux Etats-Unis d’Amérique (Sprenger & Wuithiranyagool, 1986), à de nombreux pays d’Amérique du Sud et certaines îles du Pacifique (Rodhain & Rosen, 1997). Aujourd’hui Ae. albopictus est présent dans le sud de l’Europe : en Albanie depuis 1979 (Adhami & Murati, 1987), en Italie depuis 1990 (Sabatini et al., 1990), en France depuis 1999 (Schaffner & Karch, 2000), en Belgique depuis 2000 (Schaffner et al., 2004), en Serbie et au Montenégro depuis 2001 (Petric et al., 2001), en Suisse depuis 2003 (Flacio et al., 2004) et en Espagne depuis 2004 (Aranda, C., données non publiées). Il est également en train de s’établir sur le contient africain (Fontenille & Toto, 2001; Toto et al., 2003) (Carte 4).
Carte 4 - Distribution d’Aedes albopictus dans le monde en 2000. Source: http://www.landcare research.co.nz
S’il a été impliqué dans quelques épidémies de dengue au Japon, en Indonésie, aux Seychelles, en Thaïlande, en Malaisie (Hawley, 1988) et plus récemment à Hawaii (Effler et al., 2005). Ae. albopictus n’aurait été responsable que de cas sporadiques d’infection sur le continent américain, notamment à Mexico et au Brésil, où le virus a pu être isolé chez des individus capturés dans la nature (Serufo et al., 1993; Ibanez-Bernal et al., 1997).
Comme évoqué pour Ae. aegypti, les populations d’Ae. albopictus d’origines géographiques différentes présentent, à la fois, des variations dans leur susceptibilité à l’infection par le virus de la dengue (Gubler & Rosen, 1976b; Boromisa et al., 1987) et une grande hétérogénéité génétique (Lourenço de Oliveira et al., 2003). De plus, l’adaptation de l’espèce au climat tempéré s’est accompagnée de différences biologiques, les œufs de certaines souches établies dans des régions plus au nord (au niveau de Pékin ou Chicago), étant capables d’entrer en diapause et de résister à des températures avoisinant les 0°C (Hawley et al., 1989).
La compétence vectorielle de souches sauvages d’Ae. albopictus a été récemment comparées à celle de souches sauvages d’Ae. aegypti, provenant de la même région géographique. Des expériences d’infection orale ont permis de démontrer qu’Ae. albopictus présente une plus faible réceptivité orale au virus de la dengue qu’Ae. aegypti (Ton Nu et al., 2001; Vazeille-Falcoz et al., 2003). Ces résultats complètent ceux d’une autre étude, menée sur des souches sauvages de Taiwan, montrant que les taux d’infection et de transmission du virus de la dengue sont plus élevés pour Ae. aegypti que pour Ae. albopictus (Chen et al., 1993). Ainsi, en Asie du Sud-Est où les deux vecteurs sont présents, la transmission de la dengue à l’état endémique et épidémique est essentiellement attribuée à Ae. aegypti. Cependant, dans la mesure où les transmissions sexuelle et verticale, du virus de la dengue, sont plus efficaces chez Ae. albopictus (Rosen et al., 1983; Rosen, 1987; Shroyer, 1990), celui-ci assurerait le maintien du virus durant les périodes inter-épidémiques.
Autres vecteurs du genre Aedes
D’autres espèces du genre Aedes sont des vecteurs secondaires et locaux du virus de la dengue. C’est notamment le cas d’Ae. polynesiensis (Marks, 1951), lequel appartient au groupe scutellaris du sous-genre Stegomyia. L’espèce est essentiellement présente à Fidji et en Polynésie (Belkin, 1962; Ramalingam, 1968) (Carte 5).
A partir du foyer Fidji-Tonga-Samoa, l’aire de répartition d’Ae. polynesiensis se serait étendue à différentes îles du triangle polynésien. A côté des terriers de crabe, gîte larvaire essentiel, Ae. polynesiensis aurait ensuite colonisé d’autres gîtes naturels, notamment les creux dans les arbres, les noix de coco rongées par les rats, les cavités dans les rochers (Bonnet & Chapman, 1956; 1958). Le rôle d’Ae. polynesiensis dans la transmission du virus de la dengue a été évoqué par Rosen et al. dès 1954. Les premières épidémies de dengue en Polynésie française (datées de la fin du XIXème siècle) lui ont été attribuées, Ae. aegypti n’ayant été introduit dans la région qu’au cours des années 1920.
Dans la zone Pacifique, d’autres espèces du groupe scutellaris, de distribution très localisée, seraient impliquées dans la transmission du virus de la dengue au cours d’épidémies : Ae. scutellaris (Nouvelle Guinée), Ae. hebrideus (Vanuatu), Ae. Cooki (Niue), etc. (Rodhain & Rosen, 1997).
Sur le continent africain, d’autres espèces du sous-genre Stegomyia (Ae. luteocephalus, Ae. africanus, Ae. opok), ainsi que deux espèces du sous-genre Diceromyia (Ae. furcifer et Ae. taylori) ont été décrites comme étant des vecteurs selvatiques du virus de la dengue (Robin et al., 1980; Cordellier et al., 1983; Hervy et al., 1984; Diallo et al., 2003). Ces vecteurs pourraient servir de réservoir pour le virus durant la saison sèche, leurs œufs étant résistants à la dessiccation et plusieurs éléments confirmant l’existence d’une transmission verticale du virus. Une étude a récemment démontré la compétence vectorielle d’Ae. luteocephalus et Ae. furcifer pour des souches de dengue d’origine urbaine. Or, si Ae. luteocephalus reste confiné dans la forêt, Ae. furcifer est présent dans les villages et pourraient contribuer au transfert du virus entre cycles ruraux et selvatiques, en Afrique de l’Ouest (Diallo et al., 2005).
En Malaisie, le virus de la dengue a été isolé chez des moustiques selvatiques du groupe niveus sous-genre Finlaya. Ils pourraient être impliqués dans la transmission de virus, du singe à l’homme (Rudnik, 1986).
Dans les Caraïbes, Ae. (Gymnometopa) mediovittatus, moustique à l’origine selvatique qui s’est adapté à l’environnement péridomestique en zone rurale, serait un vecteur potentiel du virus de la dengue (Gubler et al., 1985; Freier & Rosen, 1988).
De l’ingestion du virus au moustique infectant
L’infection de la femelle moustique a lieu au cours d'un repas sanguin sur un individu en phase virémique. Après ingestion, le premier organe que rencontre le virus de la dengue est l’estomac (Fig.8). Celui-ci peut constituer, à la fois, une barrière contre l’infection (Midgut Infection Barrier, MIB), en empêchant l’invasion et/ou la réplication du virus dans les cellules épithéliales de l’estomac, et une barrière contre la dissémination virale (Midgut Escape Barrier, MEB), en empêchant l’infection d’autres organes. Ces « barrières digestives » joueraient un rôle majeur sur la compétence vectorielle du vecteur, en étant plus où moins permissives à l’infection (Woodring et al., 1996). Elles expliqueraient, en grande partie, la variabilité intraspécifique de la compétence vectorielle d’Ae. aegypti pour le virus de la dengue (Rosen et al.,1985; Bennett et al., 2002). Dès le deuxième jour suivant le repas sanguin, le virus se réplique dans les cellules épithéliales de la partie postérieure de l’estomac (Kuberski, 1979). A partir du sixième jour, après avoir passé les barrières digestives, le virus apparaît dans d'autres tissus : tissus adipeux, ovarioles, hémocytes, système nerveux, ganglions thoraciques et abdominaux… (Gubler, 1987b). La période d’incubation extrinsèque (Extrinsic Incubation Period, EIP), soit la période comprise entre l’ingestion du virus et son apparition dans les glandes salivaires du vecteur, dure environ une dizaine de jours ; plusieurs facteurs, dont la température (Watts et al., 1987), peuvent influencer la durée de l’EIP. Devenu « infectant », le moustique transmet le virus au cours d'un nouveau repas sanguin, par l'intermédiaire de la salive. Un moustique infectant serait capable de transmettre le virus tout au long de sa vie. En laboratoire, des femelles maintenues à température ambiante (sous les tropiques) et nourries avec de l’eau sucrée à 5% étaient encore capables de transmettre le virus, 75 jours après la prise d’un repas sanguin sur un patient virémique (Silver et al., 1926). Une autre étude en laboratoire a également montré la capacité des moustiques à transmettre le virus jusqu’à 174 jours après l’infection (Blanc & Caminopetros, 1930).
La transmission verticale
La transmission verticale du virus de la dengue ou capacité des femelles moustiques infectées à transmettre le virus à leur descendance a d’abord été observée en laboratoire. Parallèlement, ce phénomène avait été observé dans la nature, aussi bien pour des espèces selvatiques, tels que Ae. furcifer et Ae. taylori (Cornet et al., 1979; Roche et al., 1983), que pour Ae. aegypti ; ce dernier présentant des taux de transmission filial bien plus élevés dans la nature qu’en conditions expérimentales (Khin & Tran, 1983; Hull et al., 1984, Joshi et al., 1996). Des études plus récentes ont démontré, d’une part, que la transmission verticale du virus de la dengue peut persister sur plusieurs générations (Shroyer, 1990; Joshi et al., 2002) et, d’autre part, que les femelles Ae. aegypti infectées par voie transovarienne sont infectantes (Mourya et al., 2002).
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