Dynamique spatio-temporelle de la contamination environnementale par Toxoplasma gondii

Spatio-temporal dynamics of the environmental contamination by Toxoplasma gondii

• Auteur / Autrice : Cécile Gotteland
• Direction : Isabelle Bodart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences - STS
• Date : Soutenance le 19/12/2013
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne ; 2000-2011)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : (PROTAL) Protozoaires Transmis par l'Alimentation : circulation et pathogène (Protozooses transmises par l'alimentation (cryptosporidiose, giardose et toxoplasmose) : mode de contamination et pathogénie)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Giraudoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Bodart, Loïc Favennec, Emmanuelle Gilot fromont
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Serge Morand, Benoit Durand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vecteurs de maladies

Toxoplasma gondii

Mots clés libres

Éco-épidémiologie

Zoonose

Cycle complexe

Contamination environnementale

Toxoplasma gondii

Chat domestique

Eco-epidemiology

Zoonoses

Complex cycle

Environmental contamination

Toxoplasma gondii

Domestic cat

Résumé

La toxoplasmose, dûe au parasite Toxoplasma gondii, est une zoonose dite à cycle complexe car le pathogène fait intervenir plusieurs espèces pour assurer sa transmission. Les félidés sont les hôtes définitifs de T. gondii et, lorsqu’ils sont infectés, peuvent excréter des millions d’oocystes dans l’environnement. L’ensemble des animaux à sang chaud, y compris l’homme, constituent les hôtes intermédiaires. L'infection des différents hôtes s'effectuent par transmission verticale ou via l'ingestion de tissus animaux contaminés ou d'oocystes présents dans l'environnement.Les objectifs de ma thèse étaient i) de mesurer la fréquence et la distribution spatiale des oocystes de T. gondii dans l’environnement en milieu rural, ii) d'estimer la prévalence et la distribution spatiale de l’infection dans la communauté locale de rongeurs, iii) de déterminer les principaux facteurs responsables de la structuration spatiale de la contamination environnementale et enfin, iv) d’évaluer l'importance de l'environnement en tant que source de contamination tant pour les animaux que pour l’homme.Nous avons mis en évidence une forte contamination des sols (29%) distribuée sur l'ensemble de la zone et, avons révélé un gradient spatial similaire de diminution de la contamination avec la distance aux bâtiments au niveau des sols et dans la communauté de rongeurs. Le modèle de simulation multi-agents a permis d'expliciter le rôle prépondérant de la configuration de l'habitat humain, qui de par son effet sur la structuration spatiale des populations de chats domestiques, détermine la fréquence et la distribution des points chauds de contamination. Par conséquent, en milieu rural, l'importante contamination des sols au niveau des fermes suggère que le risque d’infection pour l’homme est élevé, indirectement à travers la consommation de viande issue d’animaux d’élevage infectés, mais aussi directement via l’ingestion d’oocystes présents sur les substrats manipulés lors de diverses activités.

Toxoplasmosis, caused by the parasite T. gondii, is a zoonosis with a complex life cycle as the pathogen requires several different species to achieve it cycle. Felids, in particular domestic cats, are the definitive hosts of the parasite and when infected they can shed millions of oocysts in the environment. All warm blooded animals, including humans, are potential intermediate hosts. Host species can be infected through vertical transmission or by ingesting contaminated tissues or oocysts present on environmental substrates.My goals were: I) to precisely measure the frequency and spatial distribution of the environmental contamination to T. gondii in a rural area, ii) to estimate the prevalence and the spatial distribution of the parasite in the local community of rodents, iii) to identify the main factors driving the spatial structure of the environmental contamination and finally, iv) to assess the importance of the environment as a transmission source for animals and humans.First, we found a high frequency of contaminated soil samples (29%) that were largely distributed across the whole area, and, we found a similar spatial gradient of decreasing contamination with increasing distances from buildings for soils and rodents. Altogether, the results obtained allowed to identify and rank the determinants of the spatio-temporal dynamics of the environmental contamination to T. gondii. The agent-based model showed the primary role of the spatial configuration of human habitat, which, through its impact on the spatial structure of domestic cat populations, determines the frequency and distribution of the hot spots of soil contamination. Thus, in rural areas, the high level of contamination within and around agricultural buildings suggests that infection risks for humans are important, either indirectly through the consumption of contaminated meat or directly due to the ingestion of oocysts contaminating earth, water or vegetables.