Rift Valley fever spreading by cattle movements: modelling of the viral circulation in a temperate and mountainous ecosystem of Madagascar
Diffusion de la fièvre de la Vallée du Rift par les mouvements de bovins : modélisation de la circulation virale dans un écosystème tempéré et montagneux, l’exemple de Madagascar
Résumé
Rift Valley fever (RVF) is a zoonotic disease first described in 1930 in Kenya. Primarily transmitted between ruminant by mosquitoes of Aedes, Culex and Anopheles genus, it can also be transmitted to humans by direct contact with abortion products or body fluids of viraemic animals. This disease has been described in many African countries, in the Arabian Peninsula and the Indian Ocean. The circulation of RVF virus (RVFV) has been reported in three ecosystems: (i) semi-arid areas of South and East Africa, (ii) temporary ponds in arid areas, (iii) irrigated areas near large rivers. Within each of these ecosystems, the role of animal movements in the introduction of RVFV and that of mosquitoes in virus transmission has been strongly emphasized. Despite the existence of statistical models that predict the emergence of RVFV in East Africa based on rainfall level, the transmission mechanisms involved in other areas are still uncertain. The occurrence of an outbreak in a temperate and mountainous ecosystem of Madagascar, where the species and vector abundances are unfavorable to the persistence of RVFV, raises questions about these mechanisms.
The objective of this thesis is to identify the factors and the epidemiological processes that support the RVFV recurrent circulation in a temperate ecosystem of Madagascar. The study took into account the socio-economic practices as well as major mosquito vectors of the area. The main modes of virus spread between cattle were studied during a three years serological follow-up. A mathematical model was elaborated and calibrated using empirical and field data collected in the area. Two cattle exchange practices could be distinguished: the usual trade and a traditional practice of barter. The results of the analysis suggest a different impact of these two practices in RVFV circulation. While trade may allow virus introduction, the barter practice would support its spread within the area. A deterministic model was built to compare four scenarios that could explain the recurrent virus circulation in this unfavorable ecosystem. Results suggest that, if the vector-based transmission remains the main transmission mode, direct transmission from viremic cows at calving could also play a role. RVFV circulation is favored by socio-economic practices of the area that led, despite the dry season, to the exposure of introduced, and potentially viremic, cattle to vectors.
La fièvre de la Vallée du Rift (FVR) est une arbovirose zoonotique décrite pour la première fois en 1930 au Kenya. Transmise principalement entre ruminants par des moustiques des genres Aedes, Culex et Anopheles, elle peut aussi se transmettre à l’homme par contact direct avec des produits d’avortement ou des fluides corporels d'animaux virémiques. Cette maladie a été décrite dans de nombreux pays d’Afrique ainsi que sur la péninsule arabique et dans l’Océan Indien. La circulation du virus de la FVR (VFVR) a été décrite dans 3 écosystèmes distincts : (i) les zones semi-arides sud- et est-africaines, (ii) les mares temporaires des zones arides, (iii) les zones irriguées adjacentes à de grands fleuves. Au sein de chacun de ces écosystèmes, le rôle des mouvements d’animaux dans l’introduction du VFVR et des moustiques vecteurs dans sa transmission ont fortement été mis en avant. Malgré l’existence de modèles statistiques pouvant prédire l’émergence du VFVR en Afrique de l’est notamment grâce au niveau de pluviométrie, les mécanismes de transmissions en jeu dans les autres régions sont encore incertains. L’apparition de foyers dans un écosystème tempéré et montagneux de Madagascar, où les espèces et abondances vectorielles ne sont pas favorables à la persistance du VFVR, suscite des interrogations quant à ces mécanismes.
L’objectif de cette thèse est d’identifier les facteurs et les processus épidémiologiques permettant la circulation récurrente du VFVR dans un écosystème tempéré de Madagascar. L’étude a pris en considération les pratiques socio-économiques ainsi que les principaux moustiques vecteurs du virus de la zone tempérée des hautes terres malgaches. Les principaux modes de diffusion du virus entre bovins ont été étudiés au cours de 3 années de suivi sérologique. Un modèle mathématique calibré sur la base de nombreuses données empiriques collectées dans cette zone est proposé. Deux pratiques commerciales ont pu être distinguées : le commerce classique et une pratique traditionnelle de troc. Les résultats de l’analyse suggèrent une implication différente de ces deux pratiques dans la circulation du VFVR. Alors que le commerce pourrait permettre l’introduction du virus, la pratique du troc serait quant à elle le support de la circulation au sein de la zone. Un modèle déterministe est construit afin de comparer quatre scénarios pouvant expliquer la circulation virale dans cet écosystème peu favorable. Les résultats suggèrent que, si la transmission vectorielle reste la principale voie de transmission dans cet écosystème inhabituel, la transmission directe lors du vêlage de vaches virémiques pourrait également jouer un rôle. La circulation du VFVR est de plus favorisée par les pratiques socio-économiques de la zone qui permettent, malgré la saison sèche, l’exposition des bovins introduits et potentiellement virémiques aux moustiques vecteurs.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)