Bases écologiques et génomiques de l’adaptation au milieu urbain d’Anopheles gambiae et Anopheles coluzzii en Afrique centrale

Résumé

L'adaptation des espèces du complexe Anopheles gambiae aux environnements urbains est d'un intérêt majeur pour son implication potentielle dans la transmission du paludisme dans les villes d'Afrique sub-saharienne. Cette adaptation implique des changements physiologiques, génétiques et comportemantaux. Au cours des dernières décennies, de nombreuses études portant sur l'adaptation urbaine des anophèles en Afrique centrale ont été réalisées. Toutefois, ces études étaient principalement focalisées autour de quelques villes situées dans les zones forestières. Ainsi, l'objectif de cette thèse est de comprendre l'évolution des populations d'Anopheles gambiae et Anopheles coluzzii en milieu urbain. Pour se faire, un échantillonnage larvaire non-exhaustif a été réalisé dans quatre grandes villes d'Afrique centrale : Libreville (Gabon), Douala (Cameroun), Brazzaville (Congo), et Bangui (RCA). La caractérisation des variables physico-chimiques et écologiques de 380 sites de reproduction a été effectuée ainsi que la mise en évidence des différentes espèces d'anophèles. A l’aide d’une approche de modélisation écologique, les modèles de variation de fréquence de ces espèces d'anophèles dans chaque ville et entre les villes ont été étudiés. Enfin, une exploration des mécanismes génétiques associés à la présence d'An. coluzzii a été réalisé dans les zones urbaines. Cette étude a confirmé la capacité d'An. gambiae et d'An. coluzzii à coloniser largement les villes d'Afrique centrale. Leur présence dans une variété de conditions aquatiques a révélé leur plasticité environnementale, miroir de leur succès écologique en Afrique. Cependant, malgré leur présence étendue dans les quatre villes, ces deux espèces présentent une ségrégation éco-géographique. Les variables environnementales telles que l'habitat, la pollution organique, la salinité, le pH, la présence ou la densité urbaine, ont significativement influencé la variation de la fréquence dans les habitats larvaires urbains entre An. coluzzii (prédominant dans les habitats côtiers) et An. gambiae (prédominant dans les habitats intérieurs). Malgré les caractéristiques spécifiques de chaque ville, la prédiction de la variation de fréquence des espèces a été possible, révélant ainsi un modèle commun dans l'adaptation aux milieux urbains des deux espèces dans les quatre villes. Spécifiquement, les travaux de recherches sur les mécanismes génétiques impliqués dans la réponse au stress xénobiotique ont révélé une réponse commune, indépendamment de l'origine du polluant aquatique. Ensuite l’étude s’est focalisée sur les éléments génétiques impliqués dans cette adaptation rapide, tels que les éléments transposables. Le séquençage à haut débit du génome d'échantillons d'An. coluzzii provenant d'environnements urbains a permis de saisir la diversité des familles d'éléments transposables et leur impact potentiel sur l'architecture et la fonction de certains gènes impliqués dans la résistance aux insecticides et la réponse immunitaire. Dans l'ensemble, ce travail contribue de manière significative à améliorer les connaissances sur la bio-écologie des vecteurs urbains du Plasmodium humain en Afrique centrale. La menace réelle de transmission du paludisme liée à la présence extensive des anophèles dans les principales villes d'Afrique centrale a été démontrée. De plus, les bases pour comprendre les signatures génétiques de cette adaptation ont été posées. Les recherches futures porteront une attention particulière aux changements comportementaux et physiologiques qui pourraient affecter la capacité vectorielle des anophèles urbains dans le scénario d'une urbanisation rapide en Afrique.

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