Virus et bactéries : qui sont les plus émergents?

Posté par Timothée le 22 April 2008 | ,

En décembre 2005, Mark Woolhouse et Sonya Gowtage-Sequeria [1] publiaient un article qui cherchait a déterminer les facteurs impliqués dans l’émergence de pathogènes. En d’autres termes, pourquoi voit-on des maladies apparaître, ou passer de la faune sauvage à l’homme. Leurs résultats indiquaient que parmi les pathogènes émergents, 10% étaient des bactéries, et 37% des virus [2].

Plus récemment, un groupe mené par Kate Jones [3] publiait une étude assez similaire, dans ses objectifs et sa méthodologie. Pas dans ses résultats. Pour Jones et ses collaborateurs, 54.3% des pathogènes émergents sont des bactéries, et 25.4% seulement des virus.

D’où vient cette différence? Il s’agit simplement de s’entendre sur ce qu’est “un pathogène”… Pour Woolhouse & Gowtage-Sequeria, une bactérie = une espèce de bactérie. Kate Jones et son équipe ont décidé de se concentrer sur les souches : une souche résistante = un pathogène. A titre d’exemple, si vous avez trois outbreaks (apparition d’un pathogène) d’E. coli de souches différentes, Woolhouse & Gowtage-Sequeria comptent 1, Jones et son équipe comptent 3.

Une simple différence de la méthode de comptage entraîne au final un écart énorme dans les résultats, et rend la comparaison entre les deux études difficiles — sans compter le fait que la méthode de Jones n’avait que très peu été appliquée.

Alors, laquelle est “la meilleure”? Comparons le pour et le contre dans chaque cas. Pour W&GS, on se concentre sur les espèces, et leur étude est plus “globale” : on ne sait pas quelle espèce est la plus à même de donner des outbreaks à partir de souches diverses, par exemple. A l’inverse, l’équipe de Jones se base sur une réalité plus “biologique” : différentes souches donnent des outbreaks différents, et doivent donc être considérés séparément [4].

Tout comme les équipes de Lambin et Hudson s’étaient pris le bec sur des questions de dynamique des populations, la comparaison des travaux de W&GS et de l’équipe de Kate Jones nous rappelle que le résultat est une chose, mais que sans connaître le protocole par lequel on l’a obtenu, il n’est rien (ou si peu)…

Note : Et pour le prochain billet… nous verrons si connaître le spectre d’hôte des parasites et pathogènes est utile en santé publique…

Notes

  1. Woolhouse & Gowtage-Sequeria (2005) Host Range and Emerging and Reemerging Pathogens Emerg Inf Dis 11(12):1842–1847 []
  2. Des estimations précédentes donnaient l’intervalle 10–30% de bactéries, 30–44% de virus. []
  3. Jones et coll. (2008) Global trends in emerging infectious diseases Nature 451:990–994 []
  4. Cohen (2000) Changing patterns of infectious diseases Nature 406:762–767 []

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La lumière (UV) au bout du tunnel

Posté par Timothée le 2 April 2008 | , ,

Des semaines.

Des semaines que je l’attend, que je la traque. Que j’arrive le matin au labo plein d’espoir. Que je repars le soir tout dépité, en me demandant si c’est moi qui ne suis plus bon à rien, si le destin est contre moi, si je dois me reconvertir.

Elle?

Oui, elle, une petite bande sur un gel d’agarose, d’environ 1000 paires de bases, qui me dirait Tiens, je suis la, séquence moi et tu aura des super résultats.

Des semaines qu’elle joue à cache cache avec moi. Qu’elle ne se montre pas, ou qu’elle apparaît avec une autre bande, toute proche, et que je ne peux rien en faire…

Des semaines que j’ai tout essayé pour ma PCR, la température, la concentration, le kit, le vaudou, les phases de la lune.

Et aujourd’hui, sans raison apparente, paf. La voila. De son petit nom Mi295, une superbe (enfin… je n’en suis pas si fier que ça, elle est loin d’être belle, mais au moins elle existe!) bande pile poile au poids attendu…

La lumière (UV) au bout du tunnel

Toute remarque sur le fait que les 10 autres échantillons sont la preuve d’un échec lamentable seraient très mal venus, et replongeraient l’auteur dans un état de profond traumatisme dont il peine à se sortir…

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Protocoles?

Posté par Timothée le 22 November 2007 | ,

J’ai souvent parlé, au cours de mes billets, de protocole. C’est quoi, me demanderez vous, un protocole? Le truc qui explique comment manger les ferrero rocher chez l’ambassadeur? Presque. C’est ce que tout bon scientifique est sensé mettre au point scrupuleusement, penser, rédiger avec soin, et ne pas respecter du tout au moment de l’appliquer, en quelque sorte.

Science for Dummies?Un peu de praxis, pour commencer. La science, ça n’est pas que des caféinomanes échevelés avec des chemises à carreaux. Bon, soyons honnêtes, c’est un peu ça; j’en suis presque, sauf peut-être la chemise à carreaux. C’est aussi une approche qui repose sur un cycle assez simple que j’ai tenté de reproduire ici, en ajoutant justement les protocoles. On commence par se poser une question (en relation avec des précédents résultats), on définit sur quoi on va travailler pour la résoudre (ça c’est l’échantillon, le modèle, etc), et comment on va, dans la pratique, s’y prendre. C’est le protocole. En réalité, protocole et échantillon sont complètement imbriqués.

Et après avoir appliqué ce protocole, on obtient des résultats, qui nous serviront à nous poser de nouvelles questions, enfin si notre demande de financement est acceptée et… je m’égare. Donc, le protocole, c’est un guide par étape, un peu dans le même genre que pour programmer une machine à laver.

Dans la pratique, ça donne quelque chose comme:

  • Couler un gel d’agarose contenant des bactéries Micrococcus luteus sur une plaque de verre
  • Laisser polymériser
  • Percer des trous d’une contenance de 5µl à intervalle régulier
  • And so on

Et paf, à la fin, on a mesuré la concentration en lysozyme du mucus d’un poisson.

Mais comme vous l’aurez compris, un protocole, ça ne tombe pas du ciel. La plupart du temps, on va emprunter celui des collègues en lisant la partie Matériels & méthodes des papiers sur le sujet. Il y a même des revues spécialisées dans les protocoles, comme Nature methods, ou des colloques qui y sont consacrés, auquel cas on se coltine les actes. Sauf que les autres équipes travaillent sur leur modèle, et que comble de malchance, ce n’est pas le notre. Il y a aussi des livres de référence pour chaque domaine, qui sont des compilations. Et encore une fois, ce n’est jamais le même modèle.

Alors quoi? On doit normaliser le protocole. D’ailleurs, j’en profite pour glisser un mot à mes camarades étudiants : ne faites jamais partie du premier groupe pour un TP. Ja-mais. Et ça se fait comment, cette adaptation du protocole à notre modèle?

Tout simplement en essayant diverses combinaisons. Avec les quelques lignes données plus haut, ce n’est pas flagrant, mais si on prend quelque chose comme

  • Laisser incuber overnight à 37,2°C en présence de X% de CO2 sous agitation avec N mL de solution A à 3M

Elles sont belles ces courbes, non? Je vous dirai plus tard de quoi il en retourne.On voit que les possibilités d’ajustement sont nombreuses. Mais nous sommes des gens persévérants, et on veut arriver à la case résultats de notre schéma précédent (la science est un genre de monopoly, sauf qu’il est plutôt rare de toucher les 20000€). Alors on fait des essais, et on compare les résultats de chaque combinaison de paramètres. Et on arrive au protocole idéal pour notre modèle. Par exemple, sur l’exemple qui est donné, c’est la combinaison qui correspond à la courbe Bordeaux qui a été retenue, et avec laquelle les échantillons ont été analysés.

Et après? Déjà, on passe par la case résultats, et c’est bien. En plus, on fait une jolie partie Matériels et méthodes ou on décrit notre superbe protocole. Comme ça, les gens pourront s’en inspirer pour leur modèle à eux. Ou alors, ils pourront regarder le protocole et les données qu’il a généré, et se faire leur opinion. Ils pourront juger s’ils estiment qu’on a introduit un biais avec cette méthode. Et si ils trouvent notre idée vraiment géniale, ils auront de quoi le refaire chez eux (la réplicabilité) et c’est important.

J’ai quand même distingué protocole et échantillonnage, et ça mérite un paragraphe. L’échantillonnage, c’est la collecte de “matériel biologique” (pour les biologistes au moins) sur lequel on appliquera le protocole. Et ça suit une stratégie, pour éviter “l’effort d’échantillonnage”. Je l’ai distingué du protocole, parce que pour moi (et ma formation de bon biologiste de base élevé au néon en labo de bio cell), protocole = paillasse. Alors qu’échantillonnage, ça sonne plutôt “travail de terrain”. Et ça c’est cool.

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Parasites, dynamique des populations et protocoles

Posté par Timothée le 20 November 2007 | , , , ,

Je continue ce qui — malgré les apparences de “catalogue” — est une série de must-know (que je réunirais plus tard) par un billet un peu différent de ce que je fais d’habitude. Pourquoi? Parce que je vais présenter une expérience de parasito, pour finalement dévier sur un sujet plus technique: la discussion autour du protocole.

Si je dis quelque chose comme le plus difficile dans le travail de terrain, c’est de mettre au point un bon protocole, tout le monde va hocher la tête d’un air approbateur. Et c’est là tout le principe de ce billet. Mais sans plus attendre, entrons dans le vif du sujet.

On peut se poser, après avoir vu tout ce que les petits parasites pouvaient faire, la question de leur rôle à un niveau plus global encore que les interactions à trois ou quatre partenaires ou je les ai limités jusqu’alors. Par exemple, pour prendre un cas bien global, avec un mécanisme bien complexe:Qu’est-ce qu’ils peuvent faire à la dynamique d’une population?. La question est intéressante, merci de la poser.

Hudson et coll. (1998), qui sont des auteurs relativement prolifiques, et qui ont eu le privilège de publier le tout premier article sur le parasitisme dans la revue Trends in Ecology and Evolution (excusez du peu), que je vous conseille parce que leur reviews sont vraiment bien écrites, se sont penchés sur la question (leurs résultats ont été publiés dans Science).

Le lagopède rouge, utilisé par Hudson et coll.Et en partant du modèle favori de leur chef, le lagopède (red grouse), ils ont mis au point un protocole qui permettrait de mesurer l’impact des parasites sur les cycles d’une population sauvage. Comment? En utilisant des anthelminthiques, qui ont pour but — comme leur nom l’indique à moitié — de diminuer la charge parasitaire des hôtes, en l’occurence celle du nématode Trichostrongylus tenuis.

Notons en passant que le lagopède est un bon modèle pour ce genre d’études, d’une part parce que sa parasitofaune est assez bien connue, et d’autre part sa population effectue des fluctuations cycliques (donc répétitives, ce qui est un plus non négligeable) avec des effondrements périodiques.

A : sans traitement — B : traitement — C : deux traitements différentsTrès globalement, Hudson et son équipe ont observé le déclin dans la population à deux dates (1989 et 1993, la première étant le contrôle, et l’autre étant la mesure sur les animaux traités). Et surprise, en 1993, le déclin était largement moins ample qu’en 1989. Et leurs résultats, représentés sur la série de graphes à gauche (cliquez pour agrandir), sont sans équivoque.

En A, il n’y a pas eu de traitement : la population fluctue comme prévu. On utilise A comme contrôle de la périodicité des fluctuations. En B, il y a eu un traitement (indiqué par *). La première fois, la fluctuation est évitée, et la deuxième fois, elle est amortie. En C, il y a eu deux traitements, et le cycle de la population n’a pratiquement pas lieu.

Hudson et son équipe ont donc réussi à stopper le cycle d’une population naturelle en la débarrassant de ses parasites, et ont donc montré que :

parasites were both sufficient and necessary in causing cycles in these populations

Ils ont même combiné les données expérimentales avec une modèle épidémiologique (pour les amateurs, le modèle macroparasite), qui confirmait leurs résultats. Plutôt un grand bond conceptuel, donc.

Seulement voilà, Lambin et coll. (1999) ne l’entendaient pas tout à fait de cette oreille, et se sont penchés sur le protocole.

Et d’après eux, on dispose d’une

evidence for reduced fluctuations as a consequence of anthelmintic treatment, but the evidence for a change in fluctuation pattern is equivocal

Parce que Hudson et son équipe ont négligé plusieurs facteurs importants, notamment climatiques, qui influent fortement sur le parasitisme. Et d’autre part, d’après le groupe de Lambin, les quelques fluctuations observées ne permettent pas de dire que la fluctuation cyclique n’a pas lieu, mais seulement qu’elle est réduite.

Ce qui est intéressant dans ce débat, c’est aussi le fait que le groupe de Peter Hudson sont de vrais parasitologues à tendance écologues, et que Xavier Lambien sont plutôt des zoologues (sauf Robert Moss, qui est écologue aussi). Je ne voudrais pas m’avancer trop, mais j’ai l’impression qu’on étudie souvent les parasites, et qu’on oublie un peu vite les hôtes…

On en retiendra surtout cette phrase de May, à propos de la difficulté d’étudier ce genre de phénomènes à grande échelle :

important ecological questions simply have to be addressed on the right scale — which often means an uncomfortable large scale — even if that means a certain degree of imprecision

Et pour me permettre une remarque personnelle, ça ramène la question de savoir ce que les parasites influencent, et… ce qu’ils contrôlent presque totalement…

Le papier de Hudson et coll. (free full text)

PJ Hudson, AP Dobson, D. Newborn (1998) Prevention of Population Cycles by Parasite Removal Science 282 pp. 2256 [↩]

La revue de Lambin et coll. (free full text)

X. Lambin, C. J. Krebs, R Moss, N. C. Stenseth, N. G. Yoccoz (1999) Population Cycles and Parasitism Science 286( 5449) pp. 2425–2425 [↩]

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Tout vient à point (à qui est forcé d’attendre)

Posté par Timothée le 23 October 2007 | , , , ,

Le hasard fait parfois bien les choses. Vous vous souvenez de ce protocole de mesure de l’activation du complément qui aurait donné des résultats tellement riches en enseignements, mais qui ne fonctionnait pas?

Et bien, enfin, il marche. J’ai fait la danse de la joie dans mon bureau en l’apprenant.

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