Le document traite de l'épidémiologie évolutive en relation avec l'adaptation des populations de parasites aux changements environnementaux. Il explore les modèles d'évolution et d'écologie des maladies infectieuses, ainsi que la dynamique de l'adaptation dans le temps et dans l'espace. Les conclusions soulignent l'importance de considérer l'évolution dans la gestion des populations infectées et l'impact des interventions comme la vaccination.

1. Epidémiologie évolutive et dynamique de l’adaptationSylvain GANDONCEFE, MontpellierModèles en écologie évolutive – 31 Mai 2010

2. Plan1- Epidémiologie2- Evolution - modèle simple - environnement variable dans le temps - environnement variable dans l’espace3- Adaptation- dynamique dans le temps - dynamique spatiale 4- Quelques conclusionEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

3. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesbTransmissionInfectésISainsSFéconditélMortalitéGuérisonMortalité + VirulencegddaEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

4. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

5. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesDans une population à l’équilibre sans parasites (S=S0):EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

6. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesDans une population à l’équilibre sans parasites (S=S0):EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

7. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesDans une population à l’équilibre sans parasites (S=S0):EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

8. EpidémiologieEcologie et démographie des maladies infectieusesDans une population à l’équilibre sans parasites (S=S0):EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

9. EpidémiologieLa vaccinationVaccinHôte naïfHôte immuniséEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

10. EpidémiologieLa vaccinationVaccinHôte naïfHôte immuniséEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

11. EpidémiologieLa vaccinationEradicationCouverture de vaccination, pVarioleavantvaccinationEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

12. Epidémiologie- L’épidémiologie vise à décrire, prédire et gérer la dynamique des populations de parasites.- Mais l’évolution peut influencer l’épidémiologie (H5N1, …)- Comment prendre en compte l’évolution?EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

13. Dynamique adaptativeHypothèses simplificatrices: (1) L’apparition de mutations est un évènement rare. (2) Entre chaque apparition de mutation (et fixation, ou non) la dynamique écologique s’équilibre.EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

14. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?gInfectésI + SainsSmInfectésIm + mgEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

15. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

16. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

17. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

18. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?OUI si:EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

19. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?OUI si:EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

20. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?OUI si:FéconditéDurée de l’infection EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

21. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?OUI si:L’évolution maximise EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

22. Dynamique adaptativeEst-ce que le mutant peut envahir?OUI si:L’évolution maximise L’évolution maximise EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

23. Dynamique adaptativeL’évolution maximise: b(a)aa*EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

24. Dynamique adaptativeCe qu’on peut prédire: - La stratégie évolutivement stable du parasite. - L’effet, à long terme, d’une modification de l’environnement.Ce qu’on ne peut pas prédire: - La vitesse d’évolution du parasite. - L’effet, à court terme, d’une modification de l’environnement.EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

25. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des fréquences:Fréquence de la souche iFitness moyenne:Fitness de la souche iMutationEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

26. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :Equation de PricesélectionEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

27. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :Equation de PricesélectionEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

28. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :Equation de PricesélectionEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

30. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

31. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

32. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

33. Epidémiologie évolutiveEpidémiologie:Evolution des phénotypes, :EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

34. Epidémiologie évolutivebaEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

35. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans le tempsAprès vaccinationAvantIEpidémiologie:Après vaccinationAvant vaccinationI2I0R0>R0r0>r0I1I1I1I0I2I2Evolution:I0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

36. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceVaccinimparfaitHôte naïfHôte immuniséEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

37. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espacemigrationsélection chez lesmigrants venant de Vsélection dans NmutationEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

38. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=0Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0Dispersions2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

39. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=2Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

40. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=4Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

41. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=6Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

42. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=8Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

43. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=10Zone traitéeI0EpidémiologieI0Zone non traitéeI0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

44. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=10Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I1I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

45. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=9Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I1I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

46. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=8.5Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I1I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

47. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=8Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I2I1EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

48. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=6Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

49. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=4Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IIEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

50. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=3Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0I2EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

51. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=2Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

52. Epidémiologie évolutiveEnvironnement variable dans l’espaceZone traitéeA=2Zone traitéeZone non traitéeI0R0>R0r0>r0IEpidémiologie + EvolutionI1I1I2I2I0I0Taille critique de la zone traitée: EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

53. Epidémiologie évolutive1. Evolution de populations polymorphes2. Pas d’hypothèsed’équilibreendémique (R0 pas toujoursmaximisé)3. Permet de suivre la dynamiqueépidémiologique et évolutive:EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

54. Dynamique de l’adaptation?EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

55. Dynamique de l’adaptation?“The rate of increase in fitness of any organism at any time is equal to its genetic variance in fitness at that time.”Théorème fondamental de la sélection naturelle.R. Fisher (1930)EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

56. Dynamique de l’adaptation“The rate of increase in fitness of any organism at any time is equal to its genetic variance in fitness at that time.”Théorème fondamental de la sélection naturelle.R. Fisher (1930)EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

57. Dynamique de l’adaptationSans évolutionAvec évolutionSSExtinctionIIEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

58. Dynamique de l’adaptationG. Price (1972)“Fisher’s “fundamental theorem” made clear”EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

59. Dynamique de l’adaptationSans évolutionAvec évolutionSSExtinctionIIEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

60. Dynamique de l’adaptationFitnessrmaxOptimumPhénotypeEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

61. Dynamique de l’adaptationrmaxOptimumEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

62. Maladaptation:Dynamique de l’adaptationChangement de l’environnementMutationDérive génétiqueEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

63. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:EpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

64. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:Bactéries+PhagestempsEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

65. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:Bactéries+PhagestempsEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

66. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:rcontemporainrfuturrpasséBactéries+PhagestempsEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

67. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:Decaestecker et al. 2007Buckling & Rainey 2002Infectivité moyenne des phagesPasséContemporainFuturEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

68. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans le temps:Course aux armementsReine rougePasséContemporainFuturPasséContemporainFuturEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

69. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans l’espace:rsympatriquerallopatriqueBactéries+PhagesEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

70. Dynamique de l’adaptationAdaptation dans le temps et dans l’espaceDans l’espace:Morgan et al. 2005ThéorieMigration de la bactérieMigration du phageEpidémiologieEvolutionAdaptationConclusions

71. Quelques conclusions Epidémiologie évolutive et écologie évolutive(démographie, évolution, coévolution, espace…)- Une diversité de formalisme (DA, GQ, GP) pour une diversité de questions biologiques- Changer de formalisme et changer de perspectives- Pas toujours nécessaire de résoudre le modèle pour en tirer quelque chose- Les covariancesEpidémiologieEvolutionAdaptationPerspectives