Anthropisation et transmission du paludisme dans le Cambodge rural

Anthropisation and malaria transmission in rural Cambodia

• Auteur / Autrice : Anaïs Pepey
• Direction : Benoit Witkowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie de la santé
• Date : Soutenance le 24/06/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité d'épidémiologie moléculaire du paludisme (Phnom Penh, Cambodge)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Ariey
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoit Witkowski, Frédéric Ariey, Leanne Robinson, Christophe Paupy, Amélie Vantaux, Emmanuel Bonnet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Ariey, Leanne Robinson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épidémiologie

Nature -- Effets de l'homme

Paludisme

Mots clés libres

Paludisme

Transmission

Anthropisation

Épidémiologie

Cambodge

Malaria

Transmission

Anthropisation

Epidemiology

Cambodia

Résumé

Les cas de paludisme sont globalement en baisse, y compris dans la sous-région du Grand Mékong qui vise l'élimination de la maladie pour 2030. Le Cambodge, après avoir implémenté l'usage de moustiquaires imprégnées d´insecticide sur l'intégralité du territoire, fait maintenant face à une transmission paludique résiduelle se maintenant principalement autour des frontières internationales et des forêts. Les vecteurs habitent les zones boisées et infectent les travailleurs en forêt ainsi que les populations migrantes, maintenant la transmission malgré les efforts des équipes en charge de détecter et traiter les cas de paludisme. Les rapides déforestation et croissance économique pourraient affecter la transmission, mais leurs potentielles répercussions n'ont pas ou peu été étudiées ou décrites dans la sous-région, bien que leur compréhension pourrait être nécessaire à une élimination du paludisme efficace et durable.À cette fin, ce doctorat propose d'observer et de comprendre la dynamique du paludisme au Cambodge afin de déterminer où, quand et comment se crée le contact entre les populations à risque et les vecteurs et son lien avec l'anthropisation.Le premier chapitre de cette thèse s'intéresse aux changements environnementaux et la mobilité des populations à risque dans la zone d'étude. En utilisant des images satellite à haute résolution, nous avons quantifié la déforestation d'une zone particulièrement affectée par le paludisme au nord-est du pays. Nous avons caractérisé l'évolution de la couverture forestière, la fragmentation ainsi que la diversité du paysage sur 30 ans, et rassemblé les données disponibles sur les cas de paludisme pour cette même période. Une étude transversale, une cohorte et un suivi des populations à risque dans la même zone d'étude ont permis de décrire et mieux comprendre les comportements et la mobilité associés à une infection, au travers de la mise en place de techniques fréquemment utilisées au Cambodge, comme les questionnaires, et innovantes, comme les balises GPS ou la quantification d'anticorps anti-salive d'Anophèles par ELISA.Le deuxième chapitre se dédia à la diversité, l'abondance et la prévalence des moustiques vecteurs. Trois types de pièges (collecte sur appât humain, piège à double moustiquaire et pièges à interception) et la collecte de larves le long de transects furent employés dans différents environnements suivant un gradient d'anthropisation : villages, champs, plantations d'arbres et forêts. Après identification des espèces d'Anophèles collectées, nous avons déterminé la prévalence de Plasmodium dans la population de moustiques, afin d'étudier quels facteurs environnementaux affectaient la présence de Plasmodium humains et l´abondance des vecteurs. Nous avons également comparé la précision des identifications morphologiques par rapport aux identifications moléculaires. Enfin, nous avons identifié l'origine des repas sanguins extraits des abdomens des femelles gorgées pour déterminer si certains facteurs environnements ou espèces étaient associés à un comportement anthropophagique.Le troisième et dernier chapitre de cette thèse se focalisait sur la nature de la transmission paludique elle-même. Pour caractériser la structure des populations parasitaires circulant entre les humains et les vecteurs, nous avons séquencé les échantillons de Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax provenant des suivi GPS des travailleurs forestiers et des moustiques provenant de nos collectes en utilisant la méthode du séquençage profond d'amplicons. Les données génétiques associées à ce séquençage permettront de comprendre la génétique des populations des parasites ainsi que la nature des clones composant les infections.Globalement, ce projet se place à l'intersection de la géographie, l'épidémiologie, l'entomologie et la génomique avec l'objectif de compléter les connaissances sur la relation entre anthropisation et transmission paludique au Cambodge.

Malaria cases and mortality are globally decreasing, including in the Great Mekong Subregion, which targets elimination by 2030. Cambodia, after achieving national coverage of insecticide-treated nets, is now facing residual malaria transmission. Currently, this vector-borne disease persists along international borders and in forested areas. Forest-dwelling vectors and forest goers, migrant and mobile populations are responsible for the remaining cases, in spite of the recent village and mobile malaria workers deployments. In a context of rapid deforestation and economic growth, the repercussions of anthropisation remain mostly unknown and undescribed in the area. The understanding of the interactions between environmental changes, vectors bionomics and malaria transmission has been neglected in Cambodia, but could help to institute an efficient and durable elimination.This PhD project offers to observe and analyse the disease dynamics from a variety of approaches, in order to pinpoint when, where and how human-vector contacts happen.The first chapter focuses on environmental changes and the populations' mobility in the study area. From high-resolution satellite imagery, we quantified the deforestation of a malaria endemic area in north-eastern Cambodia. We observed the evolution of forest cover, fragmentation and landscape diversity on a span of 30 years, along with the available malaria data from the study area. A cross-sectional study, a cohort and follow-ups of risk populations in the same area were implemented to describe the mobility and behaviours related to malaria infection, by equipping individuals with GPS data-loggers and through questionnaires. We implemented anti-Anopheles saliva quantification by ELISA to test its ability to discriminate the subpopulation most exposed to vectors bites.The second chapter addresses the ecology, abundance and prevalence of malaria vectors in the studied area. We deployed three types of traps to collect adult Anopheles (human landing catch, human-baited double-net trap and barrier screens) and transects to collect larvae, along an anthropisation gradient through villages, fields, tree plantations and forest. After screening and identifying the collected Anopheles, we determined the environmental factors associated with prevalence and abundance of Anopheles mosquitoes, and quantified the accuracy of morphological species identification compared to molecular identification. We determined the origin of fed Anopheles blood meals to assess if environmental conditions or Anopheles species were linked to an anthropophagic behaviour.The third and last chapter focused on malaria parasite itself. To characterise the parasitic populations circulating in humans and vectors, we sequenced Plasmodium vivax and Plasmodium falciparum samples from forest goers' follow-ups and mosquito collections with the Deep Amplicon Sequencing methodology. This genetic data would provide crucial information to understand better the context of transmission, Plasmodium population genetics and the nature of the clones.Overall, this project places itself at the intersection of geography, epidemiology, entomology and genomics and aims to decipher the remaining unknowns surrounding anthropisation and malaria transmission in rural Cambodia.