Dynamique des populations de Culicoides à l’île de La Réunion, moucherons vecteurs d’orbiviroses

Population dynamics of Culicoides on Reunion Island, midges vectors of orbivirosis

• Auteur / Autrice : René Grimaud
• Direction : Éric Cardinale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l’environnement, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 06/12/2019
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ASTRE - Animal, Santé, Territoires, Risques et Ecosystèmes (Montpellier, Hérault) - Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (Saint-Pierre, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Durand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Garros, Olivier Esnault, Thierry Baldet, Pablo Tortosa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérémy Bouyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bovins -- Maladies

Infections à Orbivirus

Fièvre catarrhale du mouton

La Réunion (France ; île)

Culicoides

Mots clés libres

Culicoides

Facteurs climatiques et environnementaux

Dynamique spatio-temporelle

Circulation virale

La Réunion

Sud-Ouest de l'Océan Indien

Maladie hémorragique épizootique

Fièvre catarrhale ovine

Culicoides

Climatic and environmental factors

Spatio-Temporal dynamics

Viral circulation

Reunion Island

Southwest Indian Ocean

Epizootic hemorrhagic disease

Bluetongue

Résumé

Les élevages bovins de La Réunion connaissent régulièrement des foyers de « bavites », appellation locale des maladies causées par les virus de la fièvre catarrhale ovine (bluetongue virus, BTV) et de la maladie hémorragique épizootique (epizootic hemorragic disease virus, EHDV), deux orbivirus transmis par des moucherons hématophages du genre Culicoides (Diptera : Ceratopogonidae). Plusieurs sérotypes de ces deux orbivirus circulent sur l’île et sont responsables de pertes économiques et de dégradations de l’état sanitaire du cheptel bovin. Parmi les 5 espèces de Culicoides décrites à La Réunion, Culicoides imicola, Culicoides bolitinos, Culicoides enderleini, Culicoides grahamii, et Culicoides kibatiensis, au moins les deux premières sont vectrices du BTV et de l’EHDV aux ruminants. Dans ce contexte, il paraît important de caractériser l’écologie et de préciser le rôle vectoriel des Culicoides à La Réunion. Ce travail vise à i) déterminer les facteurs environnementaux et climatiques qui gouvernent la présence et l’abondance de chaque espèce de Culicoides dans l’île ; ii) modéliser leurs dynamiques temporelles et spatio-temporelles ; iii) identifier les espèces potentiellement impliquées dans la transmission des deux orbivirus et caractériser la circulation de ces deux virus dans les populations locales de Culicoides. Un suivi longitudinal reposant sur des collectes bimensuelles de moucherons réalisées dans 11 sites durant 26 mois a permis de caractériser puis d’analyser avec des modèles statistiques de haie les dynamiques temporelles des différentes espèces de Culicoides afin d’identifier les paramètres environnementaux et climatiques qui les gouvernent. Ces modèles de dynamique ont ensuite été spatialisés en utilisant le logiciel Ocelet et validés en s’appuyant sur les données issues d’une large campagne de captures dans 101 sites répartis sur toute l’île. Enfin, la recherche de BTV et d’EHDV, effectuée par PCR (réaction en chaîne par polymérase) dans 1500 pools monospécifiques de Culicoides collectés lors du suivi longitudinal, a permis de détecter chacun des deux orbivirus chez 4 des 5 espèces de Culicoides : le BTV a été détecté chez toutes les espèces sauf C. grahamii et l’EHDV chez toutes les espèces sauf C. enderleini. Les travaux de cette thèse ont donc permis d’approfondir les connaissances sur la composante vectorielle de la fièvre catarrhale ovine et de la maladie hémorragique épizootique à La Réunion, et, en l’absence de méthodes de prévention comme la vaccination et de stratégies de contrôle des vecteurs, de développer des approches permettant de préciser le risque de transmission de ces deux virus.

Cattle farms in Reunion Island regularly experience outbreaks of "bavites", a local term designing diseases due to epizootic haemorrhagic disease virus (EHDV) and bluetongue virus (BTV), two orbiviruses transmitted by hematophagous midges of the genus Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae). Several serotypes of these two orbiviruses circulate in Reunion Island and are responsible for economic losses and deterioration in the health status of bovine livestock. Among the 5 species of Culicoides recorded in Reunion Island, Culicoides imicola, Culicoides bolitinos, Culicoides enderleini, Culicoides grahamii, and Culicoides kibatiensis, at least the first two are vectors of BTV and EHDV to ruminants. In this context, it seems important to characterize the ecology and to specify the vector role of Culicoides in Reunion Island. The aims of this work are to i) determine the environmental and climatic factors that govern the presence and abundance of each Culicoides species on the island; ii) model their temporal and spatio-temporal dynamics; iii) identify the species potentially involved in the transmission of the two orbiviruses and characterize the circulation of these two viruses in local Culicoides populations. A longitudinal survey consisting in bimonthly collections of midges in 11 sites during 26 months enabled characterizing and modelling the temporal dynamics of the different Culicoides species using hurdle statistical models in order to identify environmental and climatic drivers of their dynamics. These dynamic models were then spatialized using Ocelet spatial dynamics software and validated using data originating from a large trapping campaign carried out in 101 sites throughout the island. Finally, the screening of 1500 monospecific pools of Culicoides for EHDV and BTV by polymerase chain reaction enabled detecting each virus in 4 of the 5 species of Culicoides: BTV was detected in all species except C. grahamii and EHDV in all species except C. enderleini. The work carried out during this thesis therefore contributed to improve knowledge of the vector ecology in relation to EHDV and BTV transmission in Reunion Island and, in the absence of prevention methods such as vaccination and vector control strategies, to develop approaches to specify the risk of transmission of these two viruses.