Comment expliquer les mortalités massives de poissons à la Réunion ? Au cours de l’été 2001 et 2003 puis de janvier à mai 2014, la côte Ouest de la Réunion a observé des phénomènes de perte massive de poissons, jusque-là non-expliqués. Ces phénomènes récurrents ont d’importants impacts économiques (pêche, image de La Réunion à l'échelle nationale, impact sur le tourisme) et écologiques sur la biodiversité du récif corallien.

Le programme REMPOR, « Recherche étiologique des maladies associées aux mortalités massives des poissons de la côte Ouest de la Réunion », a souhaité éclaircir la question et livre aujourd’hui son bilan. Des souches de la bactérie Streptococcus iniae (S. iniae) ont été isolées à La Réunion lors des épizooties de 2002 et 2014 sur des poissons récifaux.  La bactérie occasionne des mortalités à La Réunion depuis plus de 20 ans, aussi bien en eau douce qu’en eau de mer, aquaculture et milieu naturel, sans que l’origine de son introduction, ni les liens entre les différentes souches et épisodes n’aient été explorés.

Dans ce contexte, les objectifs du projet REMPOR étaient :

  • L’identification des communautés microbiennes du microbiome intestinal du capucin à bandes jaunes.
  • La création d’une sonde génétique de dépistage du germe responsable des épidémies
  • L’étude éco-épidémiologique de la maladie (interactions entre pathogène-hôte-environnement) et l’identification des réservoirs potentiels d’infection.

 

 

Identifier les communautés microbiennes

Mortalité massive de poissons durant l’été austral 2014 dans zone ouest de l’île de la Réunion. (A) Poissons morts en surface, récif frangeant de Saint Gilles Nord, (B) Poisson-papillon vagabond Chaetodon vagabundus, (C) Poisson ballon à taches noires Aro

© ARVAM - Jean-Pascal Quod

De nombreux invertébrés et vertébrés marins forment des associations symbiotiques obligatoires avec des microorganismes. Plusieurs études ont révélé d’importantes contributions du microbiome intestinal à la santé et aux maladies chez les vertébrés.

Afin de mieux comprendre la composition des communautés bactériennes associées aux poissons concernés par les épizooties, le projet s’est intéressé à une espèce de poisson particulièrement touchée lors des mortalités massives : le capucin à bandes jaunes (Mulloidichthys flavolineatus).

Afin d’explorer la composition microbienne, les scientifiques ont procédé au séquençage à haut débit de l’ADNr 16S du microbiome intestinal. Celui-ci a révélé un assemblage bactérien distinct et diversifié. Trois phylums, les Proteobacteria, les Bacteroidetes et les Actinobacteria étaient dominants. Les Proteobacteria, phylum prédominant des échantillons analysés ici, sont des membres bien connus du microbiote intestinal de nombreux organismes, et notamment des poissons non herbivores. Les Bacteroidetes, quant à eux, peuvent jouer un rôle important dans l'intestin des poissons, notamment en aidant à la fermentation des substrats d’origine végétale permettant ainsi de maximiser l'apport énergétique provenant de composants non digestibles.

Le microbiome intestinal des poissons révèlent une grande diversité intra et inter-espèces. Le stade de vie, le niveau trophique et le régime alimentaire, l’habitat et les conditions environnementales influencent notamment cette diversité. L’étude REMPOR n’a démontré aucune présence du pathogène S. iniae dans nos échantillons, ce qui a été confirmé par qPCR. L’absence de S. iniae pourrait s’expliquer par la production, par les microorganismes intestinaux, de composés inhibant la croissance des agents pathogènes. Les membres habituels du microbiome intestinal ont donc un effet direct de protection du poisson contre les agents pathogènes. 

 

Détecter la présence du pathogène pour prévenir une épidémie

Le projet REMPOR a permis de développer des outils permettant de dépister les causes des mortalités massives des poissons, grâce notamment à une sonde de détection du pathogène, afin de pouvoir agir avant qu’une épidémie ne se déclare. Une identification fiable et rapide des micro-organismes pathogènes est le prérequis le plus important pour un diagnostic actif et pour un contrôle de maladie infectieuse. Limiter l’épidémie favorise la préservation de l'environnement, l’économie des pêches, le tourisme et l’image de la région. Or, les outils développés pour S. iniae étaient encore rudimentaires et incomplets. Les premières méthodes d’identification des souches de S. iniae étaient basées sur les caractéristiques physiologiques de la bactérie.

Une technique quantitative de réaction en chaîne par polymérase en temps réel (qPCR) a été développée et a permis une détection rapide et hautement sensible de l'ADN microbien, indiquant ainsi la présence du pathogène .  Le protocole de détection développé ici s’est montré clairement plus sensible que la PCR classique en utilisant le marqueur gyrB. Il a été suggéré que le gène gyrB serait capable de différencier des organismes étroitement apparentés.

L’utilisation de ce test qPCR, rapide et permettant d’analyser un grand nombre d’échantillon, est un progrès notable dans la révélation des sources potentielles d'agents pathogènes ou les réservoirs.

 

Mieux connaitre la maladie et identifier de potentiels réservoirs d’infection

La seule présence d’un pathogène dans l’environnement marin ne suffit pas à induire une épizootie, dont le déclenchement fait intervenir d’autres facteurs permettant au pathogène de proliférer ou de prendre l’avantage sur le système immunitaire de l’hôte. Les épizooties à streptocoques apparaissent la plupart du temps à la suite d’un stress environnemental.

Dans cette étude, les épizooties ayant affecté des poissons récifaux à La Réunion en 2002, 2014 et 2016 ont été explorées afin :

  • d’explorer l’histoire évolutive de S. iniae et caractériser si une ou plusieurs souches sont impliquées dans les mortalités observées depuis 20 ans à La Réunion grâce à la mise au point d’un schéma de génotypage résolutif
  • de rechercher les réservoirs naturels de la bactérie en période inter-épidémique
  • de déterminer si S. iniae est l’agent étiologique responsable du dernier épisode de mortalité massif de novembre 2016.

Un schéma de génotypage (MLST : Multi Locus Sequence Typing) a été développé. Celui-ci a montré que les isolats de 1996, 2002, 2009 et 2014, possédaient tous des haplotypes différents et présentaient deux origines distinctes. Les souches de 1996, 2002 et 2009 partagent un ancêtre commun avec des souches isolées dans des fermes aquacoles israéliennes, suggérant une possible introduction en lien avec l’import de poissons. Les souches réunionnaises de 2002 et 2009 sont génétiquement proches de la souche de 1996 et pourraient résulter d’une évolution locale. L’isolat de 2014 possède un haplotype à distribution mondiale.

En période interépidémique, la présence d’ADN bactérien en faibles concentrations a été détectée dans l’eau des ravines et sur des poissons récifaux asymptomatiques. Jusqu’à présent, aucune étude sur les réservoirs naturels de S. iniae ou d’une autre espèce de streptocoque pathogène de poissons n’a été menée, ce qui rend ces données difficiles à comparer. S. iniae pourrait donc se maintenir dans des réservoirs abiotiques et biotiques en période inter-épidémique.

S. iniae n’est pas le seul pathogène impliqué dans les mortalités massives de poissons à La Réunion. Lors de la dernière épizootie (novembre 2016), deux bactéries ont été retrouvées en abondance sur les poissons morts : Stenotrophomonas rhizophila et Curtobacterium citreum, ces bactéries n’étant pas considérées comme des pathogènes d’animaux. Il est également important de considérer les autres agents capables d’entraîner des mortalités, comme les virus. Les conditions environnementales et la dynamique de l’épizootie de 20169 sont différentes par rapport aux précédentes mortalités : début de l’été austral et forte sécheresse dans les mois précédents.

Afin de mieux comprendre le déclenchement de ces épizooties, il est essentiel de continuer à explorer la diversité des pathogènes associés aux mortalités massives de poissons et les facteurs environnementaux favorables aux épizooties, en développant des outils et des méthodes de suivi de la qualité de l’eau (incluant S. inae) de différents bassins versants réunionnais. Il est important également de définir des seuils au-delà desquels S. iniae devient pathogène via des tests en milieu contrôlé. Ces études permettraient de définir des stratégies de contrôle et de lutte contre la prolifération de cette bactérie et d’améliorer le réseau de surveillance des différents bassins versants et des eaux de baignade.

 

Contacts

Porteurs de projet : Pascale Chabanet, Pablo Tortosa 

Chef de projet : Mathieu Séré

Ingénieure : Lou-Anne Jannel

Étudiante Master : Solène Irion 

Financement : FEDER Ile de la Réunion 2014-2020, État, Région Réunion.