2 Histoire de vie
Les cercaires de la FBF sont minuscules, sont difficiles à identifier morphologiquement et ont généralement une prévalence d’infection extrêmement faible parmi les populations d’hôtes intermédiaires invertébrés (Cribb et al., 2011). Peut-être en raison de ces attributs, le ou les hôtes intermédiaires sont inconnus pour toutes les espèces de FBF sauf quelques unes : plusieurs espèces du genre d’eau douce Sanguinicola (voir Bullard et Overstreet, 2008) et les espèces marines Aporocotyle simplex (voir Køie, 1982 ; Køie et Petersen, 1988, infections expérimentales ; aucun marqueur moléculaire appliqué), Paracardicoloides yamagutii (voir Nolan et Cribb, 2004a ; voir le texte suivant), C. forsteri (voir Cribb et al, 2011 ; voir texte suivant), et Cardicola opisthorchis (voir Sugihara et al., 2014 ; voir texte suivant). Les séquences ITS2 rDNA ont été utilisées pour faire correspondre des spécimens larvaires morphologiquement indéterminés de FBF, c’est-à-dire des cercaires, des sporocystes et des rediae, collectés sur des hôtes invertébrés avec des spécimens adultes morphologiquement distincts provenant de poissons hôtes sympatriques. De manière rapide et peu coûteuse, les marqueurs moléculaires permettent de détecter rapidement les infections, d’identifier l’agent infectieux par inférence phylogénétique ou par homologie de séquence avec un taxon déjà séquencé, et d’identifier les hôtes intermédiaires, reliant ainsi les étapes du cycle de vie des FBF potentiellement pathogènes. Il est certain que la détermination de l’identité des hôtes intermédiaires et définitifs constitue une première étape essentielle dans la compréhension du cycle de vie des FBF. Au-delà des approches diagnostiques, il reste cependant beaucoup à apprendre sur les détails spécifiques de la relation hôte-parasite entre les FBF et leurs hôtes intermédiaires polychètes, gastéropodes et bivalves. Après tout, leur histoire évolutive pourrait bien être influencée autant, voire plus, par ces hôtes intermédiaires que par leurs hôtes définitifs. En tant que tel, nous soutenons que les études moléculaires ne devraient pas totalement supplanter les études expérimentales classiques qui font des observations directes au microscope des FBF larvaires et adultes dans les tissus des hôtes suite aux expositions des hôtes invertébrés naïfs et des poissons définitifs (Køie, 1982).
Une grande partie des informations concernant les cycles de vie des FBF provient des programmes de santé des animaux aquatiques liés à l’aquaculture commerciale : 17 des 109 (16%) séquences de FBF disponibles dans GenBank proviennent d’infections dans l’aquaculture marine (Tableau 1.1). Les FBF constituent l’un des rares groupes de trématodes dont les membres peuvent nuire à l’hôte définitif du poisson en tant qu’adultes qui occluent les vaisseaux sanguins et provoquent une asphyxie, en tant qu’œufs qui endommagent ou obstruent les épithéliums branchiaux et les vaisseaux branchiaux, et en tant que miracidies qui éclosent des œufs intégrés dans l’épithélium branchiaux et sortent du poisson (Bullard et Overstreet, 2002, 2008). En tant que tels, leurs cycles de vie sont préoccupants pour les opérations d’aquaculture commerciale car les FBF peuvent tuer ou débiliter les poissons et causer des pertes économiques dans les étangs d’eau douce, les voies de course et les cages marines en mer. Les séquences provenant de FBF non adultes infectant des hôtes gastéropodes, bivalves et polychètes, qui abritent les stades de reproduction asexuée des FBF -porocyste, rediae et cercaires- sont beaucoup moins nombreuses (4 sur 109) (Tableau 1.1) que celles provenant de spécimens adultes infectant des poissons hôtes.
Dans la première étude publiée du cycle de vie de la FBF déterminée par l’application d’une méthode moléculaire, Nolan et Cribb (2004a) ont documenté deux morphotypes de cercaires ( » type A » et » type B « ) infectant 80 des 11 314 (0,7 %) spécimens du gastéropode hydrobiide Posticobia brazieri dans les criques de marée du Queensland, en Australie. Les séquences ITS2 rDNA des cercaires de type A se sont alignées (100% de concordance) avec les spécimens adultes de P. yamagutii qui ont été prélevés dans le sang (l’aorte dorsale, l’atrium, le ventricule, les branchies, le rein et les vaisseaux sanguins de l’intestin et de la vessie natatoire) d’anguilles tachetées Anguilla reinhardtii. Dans une autre étude, en réponse aux préoccupations concernant les maladies associées aux infections de C. forsteri infectant le thon rouge du sud d’élevage T. maccoyii au large de l’Australie du Sud, Cribb et al. (2011) ont examiné 9351 individus de 11 familles de bivalves, 2 de gastéropodes et 24 de polychètes à la recherche d’infections par la FBF. Les données de la séquence ITS2 de l’ADNr dérivées des cercaires qui ont infecté Longicarpus modestus (Polychaeta : Terebellidae) se sont alignées avec 100% de concordance avec les spécimens adultes de C. forsteri provenant du cœur de thons rouges du Sud proches dans un enclos de filet à Port Lincoln, Australie. Ils ont également séquencé le fragment d’ADNr 28S (721 pb dans la région D1-D2) provenant de cercaires de C. forsteri qui ont infecté L. modestus. Suivant l’approche de Cribb et al. (2011), Sugihara et al. (2014) se sont concentrés sur les polychètes tout en examinant 744 invertébrés à la recherche d’infections par la FBF dans un site de culture du thon rouge du Pacifique Thunnus orientalis, au large du sud du Japon. Des sporocystes et des cercaires de FBF ont été trouvés dans cinq individus d’un polychète térébelleux (Terebella) collectés à l’intérieur de la coquille de bernacles morts prélevés sur le substrat et sur des cordes et des flotteurs sous la cage marine. Les séquences ITS2 et 28S des sporocystes étaient identiques (100%) à celles des adultes de C. opisthorchis provenant du cœur de thons rouges du Pacifique en culture.
Shirakashi et al. (2012) ont étudié les infections simultanées de Cardicola orientalis et de C. opisthorchis chez le thon rouge du Pacifique. Ils ont utilisé les données de séquence d’ADNr ITS2 pour différencier les œufs en forme de croissant de C. opisthorchis dans l’artère du filament afférent des œufs ovoïdes de C. orientalis infectant les lamelles branchiales. Ils ont déclaré que les amorces PCR spécifiques à l’espèce appliquées aux échantillons de tissus branchiaux pourraient compléter l’histopathologie et aider à diagnostiquer les infections avant que les œufs et les adultes ne soient suffisamment nombreux pour être facilement observés au microscope optique. Yong et al. (2013) ont utilisé des données complètes de séquences d’ADNr ITS2 pour identifier les œufs de FBF logés dans la branchie de cinq espèces de poissons-papillons (Perciformes : Chaetodontidae) de la Grande Barrière de Corail comme une seule espèce Cardicola chaetodontis (une seule paire de base de différence dans deux échantillons). Il n’est pas rare d’observer des œufs de FBF dans l’épithélium des branchies et les artérioles branchiales des poissons lors des nécropsies de routine (SAB, observations personnelles), mais dans de nombreux cas, les spécimens adultes correspondants qui infectent le sang des poissons individuels ne sont pas récupérés. Les techniques moléculaires qui extraient et amplifient efficacement l’ADN des œufs de FBF, qui sont minuscules, par exemple, les œufs de C. chaetodontis ont une longueur totale de 40-60 μm, promettent de révéler la présence d’espèces de FBF non nommées et d’hôtes jusqu’ici non documentés si les séquences résultantes sont placées dans un contexte phylogénétique avec les séquences des espèces nommées. La même chose peut être dite pour les séquences dérivées des cercaires (voir le texte suivant). En utilisant la réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR), Norte Do Santos et al. (2012) ont identifié les œufs de C. forsteri agrégés dans la branchie de thons rouges du Sud élevés en ranch. De même, Kirchhoff et al. (2012) ont appliqué cette méthode pour diagnostiquer les œufs de C. forsteri infectant T. maccoyii. Polinski et al. (2013) ont poussé l’approche un peu plus loin en développant une technique de PCR en temps réel sensible et précise qui peut également être utilisée pour l’identification de C. forsteri, C. orientalis et C. opisthorchis dans des échantillons non létaux. Aucune amplification génomique croisée ou de l’hôte n’a été détectée dans l’une ou l’autre des méthodes testées, c’est-à-dire la qPCR à base de SYBR et un test TaqMan rapporteur commun ; cependant, leur application combinée a amélioré la fiabilité de la différenciation des espèces. Ces méthodes ont confirmé les infections simultanées de C. forsteri et C. orientalis chez T. maccoyii, indiquant également la prévalence et la distribution plus élevées de C. orientalis chez l’hôte.
Récemment, l’utilité des deux techniques développées a été soutenue pour évaluer les conséquences pathologiques des infections de la FBF. Polinski et al. (2014) ont combiné la qPCR avec la transcription immunitaire des gènes de l’hôte pour quantifier les quantités d’ADN provenant de tissus infectés par C. opisthorchis et C. orientalis. Ils ont également quantifié la réponse immunitaire temporelle de l’hôte à ces infections chez des thons rouges du Pacifique en cage. Des données antérieures ont documenté la présence d’adultes et d’œufs de C. orientalis dans la branchie (Ogawa et al., 2010 ; Shirakashi et al., 2012), tandis que les adultes et les œufs de C. opisthorchis ont infecté le cœur et les artères branchiales afférentes, respectivement (Ogawa et al., 2011 ; Shirakashi et al., 2012). Les résultats de Polinski et al. (2014) ont toutefois révélé une corrélation entre la transcription des IgM et les quantités élevées d’infections » C. orientalis only » dans les tissus branchiaux, mais pas avec l’ADN de C. opisthorchis, ce qui suggère qu’une telle réponse immunitaire dans cet organe pourrait être déclenchée par la présence d’adultes plutôt que d’œufs. De plus, des niveaux élevés d’ADN de C. orientalis dans le cœur ont été attribués à la présence de douves juvéniles. Bien que ces méthodes ne permettent pas d’identifier les stades du cycle de vie des FBF ni de savoir si les douves sont vivantes ou mortes, cette approche quantitative permet de conjecturer l’intensité et le statut de l’infection, ce qui constitue en soi un outil prometteur pour de futures études épidémiologiques impliquant des poissons sauvages ou d’élevage.
Brant et al. (2006) ont utilisé l’inférence phylogénétique (28S, 18S et COI) dans le traitement de plusieurs cercaires non identifiées putatives de la FBF isolées de gastéropodes (Planorbidae et Thiaridae) en Ouganda, au Kenya et en Australie. Ils ont caractérisé morphologiquement les cercaires à l’aide de photomicrographies et en se basant sur la présence/absence d’ocelles, de plis sur la queue et le corps de la cercaire, et sur la forme de la queue. Bien qu’il n’existe pas de définition (diagnostic) des cercaires de la FBF qui soit cohérente sur le plan phylogénétique et basée sur la morphologie, ces cercaires sont typiquement distinctives : minuscules, en queue de fourche, sans ventouse ventrale, avec un organe de pénétration distinctif qui comprend probablement une ventouse antérieure spécialisée (Truong et Bullard, 2013), un pli de nageoire sur le corps de la cercaire, et un pli de nageoire présent ou absent sur les furcae de la queue (Cribb et al., 2011). L’une de ces cercaires (W5004) était particulièrement bizarre sur le plan morphologique, c’est-à-dire décrite comme apharyngée et furcocerque mais avec » des membranes caudales latérales extravagantes et une forme de corps pointue « , et aucune de ces cercaires ne présentait toutes les caractéristiques typiques des cercaires de la FBF (voir texte précédent). Cependant, l’analyse combinée 18S et 28S de ces cercaires les a regroupées avec d’autres séquences FBF (nous présumons que « Sanguinicolid sp. » est celle de « Sanguinicola cf. inermis » (AY222180)). Pour cette raison et parce qu’elles étaient morphologiquement bizarres par rapport aux cercaires FBF connues, ces auteurs ont postulé qu’une diversité morphologique beaucoup plus grande des cercaires FBF existe que ce qui a été reconnu dans la littérature à ce jour. L’identité taxonomique et la signification phylogénétique de ces séquences sont discutées plus loin dans le texte.