Thèse Inrae-Anses - Décrypter les Déterminants Écologiques et Environnementaux des Agents Pathogènes Transmis par les Tiques à Différentes Échelles H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Lorraine École doctorale : SIReNa - SCIENCE ET INGENIERIE DES RESSOURCES NATURELLES Laboratoire de recherche : IAM - Interactions Arbres Microrganismes Direction de la thèse : Benoît MARCAIS ORCID 000000028107644X Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-06-14T23:59:59 Comprendre la distribution spatio-temporelle des agents pathogènes transmis par les tiques est essentiel pour évaluer le risque de maladie et mettre en oeuvre des stratégies de prévention efficaces. En Europe, les maladies transmises par les tiques-en particulier la borréliose de Lyme, transmise par Ixodes ricinus-représentent un enjeu majeur de santé publique. Cependant, les déterminants écologiques de la distribution de ces agents pathogènes, dans l'espace et au cours du temps, restent encore insuffisamment compris, notamment dans les milieux non boisés tels que les jardins privés.
Cette thèse vise à étudier les facteurs écologiques et environnementaux expliquant les variations spatio-temporelles des agents pathogènes transmis par les tiques, à travers une approche multi-échelle combinant l'analyse de données de science participative à large échelle et des investigations écologiques à l'échelle locale.
(i) À l'échelle régionale, le ou la doctorant·e utilisera les données du programme CiTIQUE (2018-2024) pour analyser les variations spatio-temporelles de la diversité et de la prévalence des agents pathogènes dans deux régions françaises contrastées : le Grand Est (climat continental, avec des forêts allant de fragmentées à continues) et la Bretagne (climat océanique, forêts fragmentées). Le projet visera à évaluer l'influence de la structure du paysage et des caractéristiques des habitats - telles que la fragmentation, la connectivité et la composition de la végétation - ainsi que des variations temporelles, sur la présence des agents pathogènes dans les milieux boisés et les jardins privés. Une attention particulière sera portée aux différences entre agents pathogènes selon l'écologie de leurs hôtes (par exemple, associés aux rongeurs ou aux oiseaux).
(ii) À l'échelle locale, la thèse portera sur la circulation des agents pathogènes à l'interface rongeurs-tiques sur trois sites d'étude situés en forêt de Haye (près de Nancy). Le ou la doctorant·e analysera l'influence des caractéristiques des micro- et macro-habitats sur l'abondance des rongeurs et les taux de contact rongeurs-tiques, ainsi que l'effet des dynamiques temporelles des populations de rongeurs sur la transmission des agents pathogènes aux tiques.
Cette thèse permettra d'apporter une compréhension intégrée des mécanismes structurant la dynamique des agents pathogènes transmis par les tiques à différentes échelles spatiales et dans divers types d'habitats. Les résultats contribueront à améliorer les modèles d'évaluation du risque et à orienter les stratégies de prévention en santé publique.

Comprendre la distribution spatio-temporelle des agents pathogènes est essentiel pour évaluer le risque de transmission des maladies et mettre en place des stratégies de prévention efficaces et adaptées au contexte. Les maladies transmises par les tiques, telles que la borréliose de Lyme, constituent des systèmes complexes impliquant des dynamiques d'infection au sein de multiples hôtes et vecteurs. La distribution et la prévalence des agents pathogènes transmis par les tiques varient fortement dans l'espace et dans le temps, sous l'effet d'interactions complexes entre facteurs climatiques, environnementaux et liés aux hôtes. Le climat, la structure du paysage (composition des habitats, fragmentation, connectivité) ainsi que les caractéristiques des macro- et micro-habitats influencent la densité des tiques, la composition des communautés d'hôtes et leurs déplacements [1]. Ces facteurs modulent à leur tour les interactions tiques-hôtes et les dynamiques de transmission des agents pathogènes [2]. Toutefois, l'intensité et la direction de ces effets restent difficiles à prédire, car ils varient selon les échelles spatiales et temporelles ainsi que selon les types d'habitats et les configurations paysagères [1]. Dans ce contexte, l'articulation d'approches à différentes échelles est indispensable. Les études à l'échelle locale permettent d'identifier les mécanismes fins de transmission des agents pathogènes des hôtes aux tiques. À l'inverse, les approches à grande échelle sont mieux adaptées pour identifier les facteurs structurants des patrons régionaux de distribution et de prévalence.
En Europe, Ixodes ricinus est l'espèce de tique la plus répandue et le principal vecteur de nombreux agents pathogènes bactériens, viraux et protozoaires. Les rongeurs et les oiseaux sont les principaux hôtes des tiques immatures (larves et nymphes) et les réservoirs naturels de nombreux agents pathogènes [3]. Bien qu'Ixodes ricinus soit particulièrement abondante en milieu forestier, elles sont également présentes dans des milieux non boisés, tels que les espaces verts, les jardins ou d'autres environnements anthropisés [4]. Les études à grande échelle sur les déterminants spatio-temporels de la diversité et de la prévalence des agents pathogènes portés par I. ricinus restent toutefois rares, en particulier dans ces habitats non forestiers. Les programmes de science participative constituent une opportunité majeure pour combler ces lacunes. Depuis 2017, le programme CiTIQUE permet aux citoyens de signaler des piqûres de tiques et d'envoyer des spécimens pour analyse, offrant ainsi des données uniques pour étudier les variations à large échelle [5]. Par ailleurs, des lacunes importantes persistent concernant la dynamique de transmission des agents pathogènes portés par I. ricinus [6]. En particulier, le rôle des fluctuations temporelles des populations d'hôtes - comme les rongeurs en milieu forestier - dans la transmission et la densité de tiques infectées reste encore mal compris. Ces processus reposent sur des interactions complexes entre densité d'hôtes, densité de tiques, agrégation parasitaire et réponses immunitaires des hôtes. L'objectif général de cette thèse est d'identifier les déterminants environnementaux et écologiques des variations spatio-temporelles des agents pathogènes transmis par les tiques, à travers une approche multi-échelle combinant l'analyse de données de science participative à large échelle et des investigations écologiques à l'échelle locale.
(i) À l'échelle régionale, sera étudié dans deux régions contrastées, le Grand Est et la Bretagne, la distribution des agents pathogènes et les facteurs qui la structurent, notamment les caractéristiques du paysage (composition, fragmentation, connectivité), les types d'habitats et les variations interannuelles. L'étude comparera les milieux boisés et les jardins privés, ainsi que les agents pathogènes selon l'écologie de leurs hôtes (rongeurs vs oiseaux).
(ii) À l'échelle locale, sera étudié la circulation des agents pathogènes à l'interface rongeurs-tiques en forêt de Haye. L'objectif sera d'identifier les micro-habitats favorisant les rongeurs et les tiques, et à analyser comment les dynamiques de leurs populations et leurs interactions influencent la densité de tiques infectées. Facteurs associés à la diversité et à la présence/prévalence des agents pathogènes transmis par les tiques dans deux régions contrastées en France
Ce volet s'appuiera sur des données issues d'environ 1 800 tiques collectées dans la région Grand Est et d'environ 1 000 tiques collectées en Bretagne (2018-2024), dans le cadre du programme CiTIQUE. Les tiques sont analysées par PCR microfluidique ciblant 37 agents pathogènes transmis par les tiques. Au sein de chaque région, l'influence du type d'habitat, de la composition du paysage, de sa configuration ainsi que de l'année sur la diversité et la présence des agents pathogènes, à la fois en milieux boisés et dans les jardins privés, seront évalués à l'aide de modèles bayésiens spatio-temporels. Des analyses de classification hiérarchique seront également utilisées pour caractériser les communautés d'agents pathogènes en fonction des caractéristiques environnementales. Les analyses porteront principalement sur les agents pathogènes les plus fréquemment détectés (par exemple Borrelia afzelii, B. garinii, Neoehrlichia mikurensis, Anaplasma phagocytophilum, Rickettsia helvetica), ainsi que sur des groupes d'agents pathogènes définis selon leurs principaux hôtes réservoirs (rongeurs vs. oiseaux).

Circulation des agents pathogènes à l'interface rongeurs-tiques à l'échelle locale
Ce volet reposera sur des données collectées depuis 2021 (en juillet et en octobre) sur trois sites d'un hectare en forêt de Haye (Nancy), espacés de 1 à 1,5 km. Sur chaque site, une grille de 98 pièges est installée de manière standardisée. Il consistera à:
(i) Identifier les micro-habitats favorisant l'abondance des rongeurs et des tiques en phase de repas. La distribution spatio-temporelle des rongeurs et des tiques en phase de repas sera analysée à l'aide de méthodes d'estimation de densité (kernel density) et d'analyses de clusters spatio-temporels. Des modèles bayésiens spatio-temporels seront ensuite utilisés pour évaluer l'effet des caractéristiques des micro-habitats, de l'abondance des rongeurs (à l'échelle du piège et du site), de la densité de tiques en quête et de facteurs intrinsèques aux rongeurs (espèce, sexe) sur le nombre de tiques en phase de repas par individu ou par piège.
(ii) Caractériser la dynamique temporelle de la circulation des agents pathogènes. La proportion de larves infectées sera utilisée comme indicateur de la transmission des agents pathogènes des rongeurs vers les tiques, en se concentrant sur des agents pathogènes présentant une transmission verticale limitée (la plupart des larves étant non infectées à l'émergence), tels que Borrelia afzelii, Neoehrlichia mikurensis et Anaplasma phagocytophilum. L'influence des facteurs intrinsèques aux rongeurs, de l'intensité d'infestation par les tiques, de la présence d'autres espèces de tiques, du statut infectieux des hôtes, de l'abondance des rongeurs ainsi que des variables temporelles (année, saison) sera évaluée à l'aide de modèles statistiques multivariées.