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Des fourmis chasseuses de virus pour lutter contre l’émergence de maladies infectieuses

Enola Tissandié le 31.03.2023

Les fourmis légionnaires peuvent nous aider à étoffer notre connaissance sur la diversité virale, et ainsi lutter contre l’émergence de maladies infectieuses.

Pierre Becquart / IRD

Traquer les virus dans les zones les plus difficiles d’accès, c’est maintenant possible. Une étude pilote internationale montre comment les fourmis légionnaires peuvent nous aider à étoffer notre connaissance sur la diversité virale, et ainsi lutter contre l’émergence de maladies infectieuses.

Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), Ebola, et très probablement les coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2) trouvent leur origine chez des mammifères, pour la plupart sauvages, et ont été transmis à l’homme pour devenir des maladies appelées « zoonoses », souvent responsables de grandes flambées épidémiques et particulièrement mortelles. Ces virus (la zoonose concerne aussi les autres microorganismes comme les bactéries et les champignons), peuvent être transmis directement par un contact entre l’animal hôte et l’homme, ou indirectement, par voie alimentaire ou en passant par un animal intermédiaire ayant des contacts plus rapprochés avec l’homme, qui aurait été préalablement contaminé par l’animal hôte. À force de mutations, ces virus se propagent rapidement et efficacement chez l’homme, et peuvent être à l’origine de catastrophes sanitaires. L’imprévisibilité de ces émergences pousse les virologues à mieux connaître le virome (ensemble des virus).

Mais les obstacles sont nombreux à cette cartographie des virus. La première difficulté tient à l’accès aux animaux hôtes, qui, sauvages pour la plupart, vivent dans des zones impénétrables et trop méconnues pour y faire des analyses. Enfin, un autre point important mentionné par Eric Leroy, Directeur de recherche à l’IRD, « la plupart des virus se répliquent dans des cellules de la lignée monocytaire (les monocytes sont des cellules immunitaires), lesquelles sont principalement présentes dans les organes internes des animaux (rate et foie). Les débusquer nécessite le sacrifice de ces derniers, une pratique inapplicable, car contraire aux règles éthiques en vigueur. ». 

Pour remédier à ces difficultés d’échantillonnage des écosystèmes, une équipe de chercheurs français du Cirad, de l’IRD et d’INRAE en collaboration avec des partenaires sud-africains, américains, congolais et gabonais, ont mené une étude pilote sur la base d’une intuition d’Arvind Varsani, virologue et professeur associé à l’Université d’Etat d’Arizona aux États-Unis, d’utiliser des insectes prédateurs et consommateurs de virus comme alliés de taille. Les résultats de cette étude ont publiés dans la revue Peer Community Journal.

Les fourmis légionnaires, nos meilleures alliées pour parcourir les zones difficiles d’accès

Après avoir songé aux libellules, les chercheurs se sont finalement tournés vers les fourmis « magnans », aussi appelées fourmis légionnaires pour créer leur armée collectrice de virus. Originaires d’Afrique mais présentes sur tous les continents, ces fourmis vivent en colonies pouvant atteindre des millions d’ouvrières, et sont connues pour être de grandes prédatrices. « Elles remplissent tous les critères, ce sont des prédatrices très diversifiées, se nourrissant aussi bien d’insectes, de carcasses de petits mammifères, que de plantes. C’était important pour nous de choisir un prédateur en bout de chaîne alimentaire, pour avoir une bonne représentation du virome de l’écosystème. », explique Philippe Roumagnac, chercheur au Cirad et coauteur de l’étude pilote. Autre point important pour la collecte, ces fourmis sont semi-nomades, « elles construisent un campement temporaire, et effectuent leurs raids jusqu’à plusieurs centaines de mètres aux alentours. Une fois qu’elles ont tout parcouru, elles déplacent leur campement ailleurs. C’est pratique pour la collecte car nous n’avons pas besoin de les traquer, seulement de repérer leur nid et de délimiter leur zone de chasse», poursuit le chercheur. Durant leurs raids, les fourmis magnans vont ingurgiter une très grande quantité de nourriture « jusqu’à 2kg de biomasse par jour et par colonie ». Cette biomasse va comporter une grande diversité de microorganismes, dont des virus provenant de toutes les proies ingérées dans cet écosystème. Enfin, « Les fourmis ne faisant pas partie des règlementations internationales sur le bien-être animal, leur usage dans la surveillance des virus potentiellement zoonotiques s’avérerait très précieux », complète Éric Leroy.

Ces fourmis vivent en colonies pouvant atteindre des millions d’ouvrières, et sont connues pour être de grandes prédatrices. Crédits : Matthieu Fritz / IRD

En prélevant 209 fourmis de 29 colonies différentes dans une forêt tropicale au Gabon, les chercheurs ont pu mettre en évidence des échantillons de 157 genres viraux différents et 56 familles virales. « Notre objectif maintenant, est de savoir si cette diversité virale captée par les fourmis est réellement représentative de l’écosystème parcouru lors des raids de chasse », déclare Philippe Roumagnac.

Un objectif à long terme : constituer un observatoire des virus

Après avoir été collectées, les fourmis sont analysées par métagénomique virale. Cette approche moléculaire consiste à analyser le virome d’un organisme. Dans le cas de cette étude, il s’agissait d’extraire le matériel génétique de la fourmi, puis d’y détecter toutes les séquences nucléotidiques virales (les nucléotides sont les sous-unités qui constituent les molécules d’acides nucléiques, supports de l’information génétique). La suite de l’étude consistera à explorer plus en profondeur plusieurs écosystèmes africains, « des grottes, des forêts profondes et des agroécosystèmes (cultures) », explique Eric Leroy, « nous voulons savoir si le matériel viral retrouvé dans ces fourmis représente 1% ou 30% du virome de l’écosystème. Plus le pourcentage sera élevé, plus l’échantillon sera représentatif de l’écosystème et utile pour la création d’un observatoire. ». Pour cela, les chercheurs vont établir des données de référence. Par exemple dans une grotte, des données d’un échantillon représentatif de chauves-souris seront prélevées et comparées aux données issues de fourmis collectées dans la même grotte.

Si les échantillons sont jugés représentatifs du virome de l’écosystème, cette technique de surveillance des émergences virales grâce aux fourmis légionnaires sera particulièrement prometteuse pour établir un observatoire des virus.

Éclairer la matière noire virale pour mieux anticiper l’émergence de zoonoses

Si la perspective d’un tel observatoire peut paraître effrayante, Philippe Roumagnac y voit surtout un moyen de mieux caractériser la diversité virale dans des régions méconnues et peu étudiées, et ainsi étoffer nos connaissances. « À peine 50% des séquences analysées dans les fourmis étaient formellement répertoriées par le Comité international de taxonomie des virus. Cela signifie que nous ignorons tout d’une grande partie des virus présents dans les écosystèmes parcourus par ces fourmis ». C’est toute cette masse de virus dont on sait qu’elle existe, mais qu’on ne connait pas encore qui est nommée « matière noire virale ». L’approche par métagénomique pourrait aussi permettre de retrouver plus facilement les animaux hôtes, dits « réservoirs du virus » responsables d’une maladie zoonotique (telles que les chauves-souris), ou au moins certains animaux intermédiaires contaminée par le virus en question (le fameux pangolin par exemple) ingérés par la fourmi.

« Il ne faut pas avoir peur. Certains virus peuvent en effet être responsables des maladies de demain, mais une grande partie est aussi probablement utile à la régulation des écosystèmes, et même bénéfique pour certaines plantes, par exemple. » concluent les chercheurs.