Étudier les déterminants sociaux du risque de maladie
Comme beaucoup d’entre nous l’ont appris pendant la pandémie de COVID-19, le risque de flambées épidémiques peut augmenter chez les organismes sociaux vivant en groupes denses. De nombreux travaux de recherche ont exploré la dynamique sociale de la propagation des maladies sous un angle observationnel, mais l’observation seule a ses limites, souligne Yuko Ulrich(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheuse principale du projet EPIDEMIC au Max Planck Institute for Chemical Ecology(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Lorsqu’un individu est infecté et qu’un autre ne l’est pas, est-ce dû à des différences liées à leurs gènes, à leur âge, à leur comportement ou à leurs liens sociaux? Dans la nature, tous ces facteurs sont étroitement imbriqués et très difficiles à dissocier», explique Yuko Ulrich. Les données expérimentales font toutefois défaut, en raison de difficultés à la fois éthiques et logistiques. Dans le cadre du projet EPIDEMIC, financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Yuko Ulrich et ses collègues se sont tournés vers les fourmis. Les chercheurs ont conçu un système unique fondé sur les caractéristiques biologiques des fourmis raider clonales, une espèce dépourvue de reines qui se reproduit sans accouplement. À l’aide de techniques de suivi automatisé, l’équipe a cherché à détecter les caractéristiques qui protègent les organismes sociaux contre les maladies infectieuses. «J’espère que nos résultats pourront éclairer la manière dont nous construisons des modèles épidémiologiques prédictifs, par exemple en montrant l’importance de la variation comportementale individuelle dans la propagation mondiale des maladies», remarque Yuko Ulrich.
Étudier la transmission des maladies chez les fourmis raider clonales
Les chercheurs ont mis en place de nombreuses colonies de fourmis répliquées, dont la taille et la composition étaient contrôlées avec précision. Pour suivre le comportement, l’équipe a marqué individuellement à la peinture chaque fourmi de chaque colonie à l’aide de combinaisons de couleurs uniques, puis a filmé les colonies avec des caméras placées au-dessus d’elles. Grâce à un logiciel sur mesure, ils ont pu extraire les trajectoires individuelles, calculer le temps passé par chaque fourmi à l’intérieur et à l’extérieur du nid, et cartographier l’ensemble du réseau de contacts physiques, sur des dizaines de colonies simultanément. Pour certaines expériences, les chercheurs ont utilisé un parasite nématode naturellement présent, tandis que, pour d’autres, ils ont eu recours à des composés stimulant le système immunitaire qui imitent une infection.
Liens entre comportement et infection
Le projet a produit plusieurs résultats majeurs, notamment un lien clair entre le comportement et l’infection prédite. «Les fourrageuses contractaient les infections plus tôt et avec des charges plus élevées que leurs congénères génétiquement identiques restées dans le nid comme nourrices, ce qui confirme que les différences comportementales suffisent à expliquer la répartition inégale des parasites», explique Yuko Ulrich. Un autre résultat essentiel est que les fourmis infectées par des nématodes réduisaient leur activité extérieure et passaient plus de temps dans le nid. Plus surprenant encore, leurs congénères en bonne santé faisaient de même, concentrant ainsi davantage d’individus dans le nid. «Le parasite semblait donc remodeler l’organisation sociale de la colonie de manière à faciliter sa propre propagation», note Yuko Ulrich. Dans une étude distincte, les fourmis qui percevaient une congénère comme potentiellement malade lors de l’expérience de stimulation immunitaire ne l’évitaient pas, mais augmentaient au contraire le toilettage et les contacts physiques. «Cette stratégie de “soin” devrait accroître le risque de transmission plutôt que le réduire, ce qui soulève des questions intéressantes sur les circonstances dans lesquelles les colonies peuvent passer d’une stratégie à l’autre, et les raisons qui les y poussent», ajoute Yuko Ulrich.
Poursuivre l’étude du comportement des fourmis et des maladies
Si le projet est officiellement terminé, les travaux de recherche se poursuivent bel et bien dans de nouvelles directions, explique Yuko Ulrich. Les chercheurs de son laboratoire étudient les signaux chimiques utilisés par les fourmis pour détecter l’état pathologique de leurs congénères, les réponses variées qu’elles manifestent face à différents agents pathogènes, ainsi que d’autres questions soulevées au cours du projet, notamment le transfert social de protection. «Chacun de ces axes renvoie à la même question fondamentale qui a motivé EPIDEMIC: Quelles propriétés des groupes sociaux déterminent leur capacité à se défendre contre les maladies infectieuses? Il reste encore beaucoup à explorer», ajoute Yuko Ulrich.
