Processus impliqués dans la résistance aux benzimidazoles chez les nematodes d'ovins : des données biologiques à la modelisation

Processes involved in the selection of the resistance to benzimidazoles in nematodes of sheep : from empirical knowledge to modelling

• Auteur / Autrice : Sabrina Gaba
• Direction : Jacques Cabaret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse des données

Développement des formes (biologie)

Chez les animaux

Nématodose

Parasites

Benzimidazoles

Teladorsagia circumcincta

Nématodes

Mouton

Résumé

L'adaptation aux pressions environnementales est caractériseée par l'apparition par mutation de nouveaux états pour un caractère et la sélection de ces états. La résistance aux benzimidazoles (traitement anthelminthique) des nématodes Teladorsagia circuncincta parasites de petits ruminants (ovins) est un cas d'adaptation aux pressions environnementales, pour lequel le déterminisme génétique (un gène à deux allèles) est bien connu, mais où les processus impliqués dans sa sélection demeurent indéterminés. Les premières phases de la sélection de la résistance, qui sont cruciales dans la compréhension de l'émergence de la résistance, restent inaccessibles à l'expérimentateur et le recours à la modélisation est alors nécessaire. L'objectif de cette étude fut de caractériser les processus impliqués dans la sélection de la résistance aux benzimidazoles chez T. Circumcincta. Il a ainsi été possible (i) de préciser la nature des facteurs influençant l'installation du nématode chez l'ovin au moyen d'une meta-analyse (ii) de proposer la loi de Weibull comme distribution plus représentative des fortes abondances de nématodes que la loi binomiale négative et (iii) de déterminer l'effet de l'hypobiose (arrêt du développement) sur la dynamique hôte-parasite. Une approche simulatoire, permettant d'intégrer les connaissances sur l'interaction T. Circumcincta-ovin, a montré le rôle majeur dans la sélection de la résistance aux benzimidazoles (i)de l'agrégation des larves infestantes ingérées dans les premiers stades de la résistance et (ii) des zones refuges constituées, soit par les larves infestantes sensibles sur la parcelle soit par les nématodes sensibles non soumis au traitement dans les ovins. Dans le contexte de la résistance aux anthelminthiques, ces résultats permettent d'envisager des stratégies de gestion, et cette tude pourra être étendue à d'autres nématodes (modification du paramétrage) et complexifiée pour tester l'influence d'autres zones refuges comme l'hypobiose.

Mutation of a trait and selection of the new mutant form is the key step of adaptation to environmental selective pressure. The resistance to benzimidazoles (anthelmintic treatments) of the nematodes Teladorsagia circumcincta, parasites of small ruminants (sheep) in a suitable model to study this process. The genetics of the resistance is well documented (one gene with two alleles) but the mechanisms governing selection still need to be disentangled. The early stage of selection of resistant strains cannot be studied experimentally and modelling is the only available approach. To characterize the processes involved in the selection of the resistance to benzimidazoles in T. Circumcicta, (i) we used a meta-analysis to identify the main factors governing the establishment of nematodes in sheep populations, (ii) we promoted the Weibull distribution rather than the Negative Binomial to describe the large numbers of nematodes observed in the most infected hosts and (iii) we investigated the effect of hypobiosis (arrested development) on the host-parasite dynamics. A simulation study, aiming to aggregate the knowledge on the T. Cicumcincta-sheep system, proved that the selection of the resistance to benzimidazoles was mainly affected by (i) the ingestion of clumps of infective larvae in the early stage of resistance selection and (ii) the refuge constituted by susceptible infective larvae remaining on pasture and by susceptible nematodes not exposed to treatments in sheep. We propose management rules in order to maintain selection for resistance as low as possible. It remains to extend this study to other nematodes species by adapting the parameters involved in the models. A further investigation of other potential refuges is also needed, of which refuge-effect of hypobiosis is of particular interest.