La « vaccination » des grenouilles peut ou non les protéger contre une pandémie, mais elle offre une autre option de conservation.

Lorsque la pandémie de COVID-19 est apparue pour la première fois, de nombreux les chercheurs sur les maladies de la faune comme moi n’étaient pas trop surpris.Certains étaient intrigués que cela ne soit pas arrivé plus tôt ;après tout, il est de notre devoir d’observer, de décrire et d’étudier la dynamique des pandémies chez les animaux.

Les amphibiens, par exemple, subissent une panzootie mondiale – la version animale d’une pandémie – depuis des décennies.À la fin des années 1990, des chercheurs ont identifié champignon chytride amphibien, qui provoque la maladie souvent mortelle chytridiomycose, alors que le coupable probable du déclin et de l'extinction des grenouilles et des salamandres Australie à Amérique centrale et ailleurs qui a commencé vers 10, 20 ou même 30 ans avant.

Les scientifiques ont trouvé ce pathogène sur tous les continents habités par les amphibiens, et le vaste commerce mondial des amphibiens a probablement propagé des souches hautement mortelles dans le monde entier.Le champignon chytride amphibien est répandu dans certains régions géographiques, et, comme le virus qui cause le COVID-19, il peut muter rapidement et prennent de nouvelles formes qui entraînent des maladies de gravité variable.

Transfert de conservation est un moyen de plus en plus populaire de rétablir des espèces dont les populations ont connu un déclin important.Il s’agit de déplacer des organismes pour rétablir des populations disparues, compléter celles existantes ou en établir de nouvelles dans des zones où l’espèce n’était pas présente auparavant.Cependant, lorsque le champignon chytride amphibien est répandu dans le paysage, les grenouilles risquent de tomber à nouveau malades, ce qui entrave le succès de la translocation.

Pour éviter les revers de la maladie, les chercheurs en utilisant un outil souvent employé contre les pandémies humaines : inoculations semblables aux vaccins.

Dans notre récente étude, mon équipe de recherche et moi avons vacciné des personnes menacées Grenouilles à pattes rouges de Californie contre le champignon chytride avant translocation en les exposant au champignon chytride en laboratoire.Nous voulions voir si nous pouvions activer leur système immunitaire et leur donner un avantage sur le champignon une fois libérés.Nos résultats étaient inattendus.

Rien qu'un cocktail ne puisse guérir

Depuis 2017, le parc national de Yosemite transfère activement des grenouilles à pattes rouges de Californie vers Vallée de Yosemite, où le champignon chytride est déjà présent.Nous avons utilisé un petit sous-ensemble de ces grenouilles transférées dans notre étude.

Nous avons collecté des œufs de grenouilles sauvages dans un endroit où l'espèce prospère, à environ 100 miles au nord-ouest de la vallée de Yosemite, puis les avons élevés en captivité au zoo de San Francisco.Une fois qu’elles se sont métamorphosées en grenouilles juvéniles, nous en avons baigné 20 dans un « cocktail » de quatre souches vivantes et actives du champignon.Après trois semaines, ils ont reçu un bain d’un médicament antifongique pour stopper l’infection.Quarante autres grenouilles qui n'ont pas été exposées au champignon ont également reçu un bain d'un médicament antifongique.

Ensuite, nous avons réexposé les 20 grenouilles précédemment infectées au champignon une seconde fois, tandis que 20 grenouilles précédemment non infectées ont été exposées au champignon pour la première fois.Nous voulions voir comment les grenouilles ayant été infectées une deuxième fois – c’est-à-dire celles qui avaient été « vaccinées » – se comparaient à celles qui n’avaient été infectées qu’une seule fois.

Ce que nous avons découvert était surprenant :35 % des grenouilles infectées une seule fois ont réussi à éliminer l’infection sans vaccination ni médicament antifongique.Cela suggère qu'ils ont une certaine mesure de immunité innée, ce qui signifie que la première ligne de défense de leur système immunitaire était capable de combattre le champignon.De plus, les grenouilles infectées une deuxième fois présentaient un taux d’infection global 31 % inférieur à celui de celles qui n’avaient été infectées qu’une seule fois.Cela suggère que le traitement de type vaccin agit également en stimulant immunité adaptative, ce qui signifie que leur système immunitaire a appris à reconnaître le champignon dès leur première exposition et à le combattre plus efficacement.Aucune des grenouilles n'est morte de ses infections fongiques.

Avant de les relâcher dans la nature, nous avons traité les grenouilles avec un médicament antifongique et surveillé pour nous assurer qu’elles étaient exemptes de maladies.Nous avons attaché de minuscules émetteurs avec des ceintures de perles autour de leur taille afin de pouvoir suivre leurs infections et leur survie pendant trois mois.

De manière inattendue, nous n’avons trouvé aucune différence dans la charge de morbidité entre les grenouilles qui n’avaient jamais été infectées et celles qui avaient déjà été infectées en laboratoire.Cela suggère que l’immunisation de cette espèce contre le champignon chytride, du moins dans le Yosemite, pourrait être inutile pour assurer sa survie après la réintroduction.

En effet, les grenouilles à pattes rouges de Californie relâchées dans la vallée de Yosemite prospèrent trois ans après notre expérience et six ans après leur première translocation.Ils hibernent avec succès pendant les hivers froids et émergent tôt au printemps pour se reproduire.

Espoir pour l'avenir

Notre étude adopte une nouvelle approche de l’outil émergent d’inoculation contre le champignon chytride.En combinant des expériences ex situ, ou en laboratoire, avec une mise en œuvre in situ ou sur le terrain, nous mettons les observations en laboratoire à l'épreuve dans le monde réel.Ce type de travail renforce les collaborations entre les gestionnaires de la faune et les zoos, qui sont de plus en plus nécessaires à mesure que la crise de la biodiversité s’accélère.

Bien que les grenouilles à pattes rouges de Californie dans la vallée de Yosemite ne semblent pas avoir besoin de vaccinations, cela ne signifie pas que d’autres espèces d’amphibiens en péril dans le monde n’en ont pas besoin.Les recherches sur les inoculations de chytrides chez d'autres espèces ont donné des résultats mitigés, allant de n'améliore pas la survie à réduire le fardeau des infections associée à une survie accrue.L’un des principaux défis de cette approche de la conservation est que même si la vaccination augmente la survie après la libération initiale, cette immunité ne se transmet pas aux générations successives.

Il y a cependant de l'espoir.Les chercheurs travaillent à identifier les signatures génétiques associées à l'immunité au champignon chytride.En cas de succès, les programmes de sélection peuvent sélectionner artificiellement – ​​et peut-être même modification génétique – des traits protecteurs pour donner aux grenouilles une longueur d’avance sur un agent pathogène qui a dévasté les populations d’amphibiens dans le monde entier.