Interactions Hôte-Parasite Laboratoire d’Écologie UMR 7625 Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Interactions Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Dominique CARVAL Stéphane LEGENDRE Éco-Évolution Mathématique

Introduction: Expériences par simulation Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Introduction Introduction: Expériences par simulation Ebert & Bull (2003) Modèles Systèmes Spécifiques Pas de Généralisation Gestion de la Virulence via un Trait Corrélé Peck (2004) Techniques Expérimentales Techniques Statistiques Contrôle Total Économique Éthique Cas des parasites intra-hôtes: Modèles mathématiques: absence de la dynamique de l’hôte (Antia et al., 1994; Alizon & van Baalen, 2005)

Parasites Multi-Stades Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Introduction Parasites Multi-Stades Plasmodium spp. Legionella pneumophila, L. longbeachae Plasmodium: sporozoite, cryptozoite, merozoite et trophozoite Holospora undulata

Parasite: Legionella pneumophila Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Introduction Parasite: Legionella pneumophila Épidémiologie humaine (France): Fièvre de Pontiac: 95% des cas Légionellose: 5% des cas dont 10 à 30% mortels Plasmodium: sporozoite, cryptozoite, merozoite et trophozoite Source: AFSSET

Hôte : Dictyostelium discoideum Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Expérimentation Hôte : Dictyostelium discoideum Agrégats Monticule Limace Spores Sorocarpe Unicellularité

Transmission Horizontale Transmission Verticale Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Introduction Infection Vie Libre Libération Transmission Horizontale Switch Lyse Reproduction Switch Reproduction ? Forme reproductrice Phagolysosome Cytoplasme Noyau Forme infectieuse Transmission Verticale

Expériences in silico Programmation Pascal sur Delphi 6 Borland Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Programme Expériences in silico Programmation Pascal sur Delphi 6 Borland Modèle Individus Centrés Chemostat Suivis des Dynamiques Populationnelles Suivis des Dynamiques Intra-Hôtes Généalogie Evolution

Biologie de Legionella pneumophila: Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Tueuse Obligatoire Biologie de Legionella pneumophila: Mécanisme d’infection : Phagocytose par l’hôte Tirage aléatoire (Bernoulli) Phase reproductive : Multiplication des bactéries jusqu’à une certaine densité (Seuil) Virulence = consommation des ressources de l’hôte (Molofsky & Swanson 2004) Switch Mécanisme Densité-Dépendant (Seuil) Phase infectieuse : Acquisition de caractères infectieux (flagelles) et de survie en vie libre (stockage d’énergie) (Molofsky & Swanson 2004) Toxicité entraînant la lyse (Molofsky & Swanson 2004): Mortalité induite fonction de la densité de formes infectieuses

Biologie de Dictyostelium discoideum: Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Tueuse Obligatoire Biologie de Dictyostelium discoideum: Acquisition des ressources: Phagocytes : Fonction de la surface membranaire Reproduction: Seuil de reproduction correspond au volume cellulaire (accumulation des ressources = croissance) Mortalité Sain : Probabilité fixée Infecté : Mortalité induite dépend de la densité de formes infectieuses

Seuil du Switch & Virulence via Exploitation des Ressources Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Résultats Seuil du Switch & Virulence via Exploitation des Ressources Milieu Tampon (pas de reproduction) Milieu de l’Hôte (reproduction)

Impact de l’Exploitation Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Résultats Seuil du Switch & Besoins Énergétiques Taille de l’Hôte & Impact de l’Exploitation

Impact de l’Exploitation & Besoins Énergétiques Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Résultats Impact de l’Exploitation & Besoins Énergétiques Milieu Tampon (pas de reproduction) Milieu de l’Hôte (reproduction)

Taille de l’Hôte, Toxicité du Parasite & Mortalité Induite Coévolution Hôte-Parasite Cas des Parasites à 2 Stades Résultats Taille de l’Hôte, Toxicité du Parasite & Mortalité Induite Pas de Reproduction de l’Hôte Reproduction de l’Hôte Milieu Tampon (pas de reproduction) Milieu de l’Hôte (reproduction)