Un futur vaccin contre le chikungunya ?
- Les préconisations du programme (BO Spécial n°1 du 22/01/2019, programme de sciences de la vie et de la Terre de Seconde générale)
| Connaissances | Capacités |
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Certaines maladies causées par des agents pathogènes sont transmises directement entre êtres humains ou par le biais d’animaux tels que les insectes (maladies vectorielles). Les agents pathogènes (virus, certaines bactéries ou certains eucaryotes) vivent aux dépens d’un autre organisme, appelé hôte (devenu leur milieu biologique), tout en lui portant préjudice (les symptômes). La propagation du pathogène se fait par changement d’hôte. Il exige soit un contact entre hôtes, soit par le milieu ambiant (air, eau), soit un vecteur biologique qui est alors l’agent transmetteur indispensable du pathogène (il assure la maturation et/ou la multiplication du pathogène). Le réservoir de pathogènes peut être humain ou animal (malade ou non). La propagation peut être plus ou moins rapide et provoquer une épidémie (principalement avec des virus). La connaissance de la propagation du pathogène (voire, s’il y en a un, du vecteur) permet d’envisager les luttes individuelles et collectives. Les comportements individuels et collectifs permettent de limiter la propagation (gestes de protection, mesures d’hygiène, vaccination, etc.). Le changement climatique peut étendre la transmission de certains pathogènes en dehors de leurs zones historiques. Notions fondamentales : pathogène, vecteur, réservoir à pathogène, cycle évolutif, épidémie/endémie, modes de transmission, traitements, prophylaxie, vaccins, porteur sain. |
Exploiter des bases de données permettant de connaître la répartition, la prévalence ou l’impact en termes de santé publique d’une maladie à transmission directe et/ou vectorielle. Exploiter des données issues de l’histoire des sciences pour comprendre la découverte des maladies liées à des pathogènes à transmission directe et/ou vectorielle et leurs traitements. Observer des frottis sanguins d’individus atteints de paludisme. Observer des appareils buccaux d’insectes vecteurs d’agents pathogènes. Exploiter des documents montrant les modes de lutte contre des maladies vectorielles en France et dans le monde. Identifier, dans le cas du VIH, les conduites limitant la propagation de la maladie. Appliquer les connaissances acquises à d’autres exemples choisis pour leur intérêt local ou de santé publique, et pour permettre aux élèves d’exercer les compétences attendues sur d’autres cas de maladies (chikungunya, dengue, maladie de Lyme, toxoplasmose, etc.). |
- Focus scientifique
Le chikungunya est une maladie vectorielle causée par le virus du même nom (virus CHIKV) et transmise à l’homme par la piqûre du moustique-tigre. Les personnes infectées ont une forte fièvre, une faiblesse musculaire et souffrent de douleurs articulaires. Les symptômes régressent en général spontanément en une à deux semaines, mais peuvent parfois se prolonger sur des mois, voire des années. Il n’existe pas de traitement antiviral contre cette maladie. À titre d'exemple, sur l'ile de la Réunion, plus d’un tiers de la population a été infecté.
Face au développement important du chikungunya à l'échelle mondiale depuis dix ans, les chercheurs ont cherché à développer un vaccin offrant une protection durable contre cette maladie. C'est ainsi qu'en août 2021, le laboratoire pharmaceutique franco-autrichien Valneva a annoncé des résultats positifs pour la phase III d'essai de son vaccin VLA1553 contre le chikungunya, laissant augurer une efficacité de 98,5%.
Source : https://valneva.com/research-development/chikungunya/?lang=fr
- Mission
- Ressources
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Les modélisations numériques |
Forts de leurs connaissances sur le mode de transmission du pathogène, sur son comportement une fois qu’il s’est introduit dans l’organisme, et sur la réponse de l'organisme à l'infection, les scientifiques mettent au point des modèles numériques de propagation d’épidémies. Il s’agit de modèles prédictifs qui permettent de calculer, dans des populations contenant un nombre variable d’individus vaccinés, le nombre d’individus qui vont être infectés par le pathogène et qui seront donc touchés par la maladie. |
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La description du modèle numérique utilisé |
À noter que la fonction Export modele donne accès au résumé du modèle, ce qui permet d'éviter l'effet "boîte noire" lors de l'utilisation du modèle : On pourra ainsi faire remarquer aux élèves, au niveau des comportements, que le modèle prend en compte la durabilité de la maladie (la valeur de la probabilité de guérison est faible) ainsi que la grande efficacité montrée par le vaccin en phase III (la valeur du taux d'échec est faible). |
- Une démarche pour montrer intérêt d'une vaccination collective afin d'éviter l’épidémie de chikungunya :
--> Avec le logiciel NetBioDyn et le modèle vacc_chik.nbd, réaliser différentes simulations avec 5 moustiques vecteurs, 5 moustiques inoccupés et un nombre total de 100 individus, en faisant varier le nombre d’individus vaccinés, par exemple :
Précautions de la manipulation : Ne pas modifier la disposition des entités d’une simulation à l’autre. Pour placer les entités par dizaine, utiliser le spray. Sinon, utiliser le crayon. Les unités de temps (tics) sont arbitraires.
--> Pour chaque simulation, noter le nombre maximum d'individus infectés (pic épidémique).
--> Traiter les résultats obtenus au moyen d'une représentation graphique.
--> Exploiter les résultats dans la perspective de la mission, sous la forme d'un paragraphe argumenté.
Voir la fiche-réponse proposée aux élèves lors de la séance, avec inclusion d'un échantillon de papier millimétré pour la construction du graphique
- Les indicateurs de réussite :
- Des exemples de résultats :
Focus sur une simulation (résultat dans le cas où 10% des individus sont vaccinés) :
Résultats pour l'ensemble des simulations :
Traitement graphique des résultats :
- Un exemple de paragraphe argumenté :
On observe que plus il y a d'individus vaccinés, moins il y a d'individus infectés. À partir d'un certain pourcentage de personnes vaccinées (environ 80% ?), on note un faible pourcentage de personnes infectées (autour de 5%). Dans une population suffisamment vaccinée, même les personnes non vaccinées profitent de la protection, par l'effet de l'immunité collective. La vaccination collective permet donc d'éviter la survenue de l'épidémie. En effet, les personnes vaccinées ne sont plus à même de permettre la poursuite de la circulation du virus dans la population, ce qui, si ces personnes sont nombreuses, réduit fortement la circulation de l’agent pathogène responsable du chikungunya. Les habitants auront donc tout intéret à s'impliquer dans la vaccination collective une fois que le vaccin sera mis sur le marché.
COMPLEMENTS :
1. À PROPOS DU MODELE UTILISE
Le modèle numérique fourni aux élèves est partiellement inspiré de celui que nous proposons (toujours sur la plate-forme Acces) dans le cas de la vaccination contre la rougeole. En effet, ce type de modèle est valable quel que soit le pathogène et le vaccin considéré, avec des ajustements que nous précisons ci-dessous :
- D’une part, il a fallu ajouter des comportements liés à l'intervention d'un animal vecteur pour la transmission du pathogène.
- D’autre part, le paramètre qui impacte le plus l'estimation du taux de couverture nécessaire est le nombre de reproduction de base du pathogène contre lequel on se vaccine, le R0 (voir cet article). Or, le R0 pour le CHIKV est très inférieur à celui de la rougeole (autour de 2,5 en moyenne). Il a donc fallu répercuter cela dans la probabilité de réalisation du comportement d'infection.
À noter que certains paramètres du modèle ne reflètent pas exactement la réalité. Le taux d'échec du vaccin choisi dans le modèle (0,01%) est très inférieur à celui annoncé par le laboartoire franco-autrichienne (1,5%). De plus, pour le CHIKV, on estime que la probabilité d'infection à la suite de la piqûre d'un moustique infecté est très élevée, proche des 100%. Le comportement "Infection" dans le modèle indique une probabilité plus faible, mais c'est compensé par les autres paramètres du modèle (probabilité de changement d'hôte, densité de moustiques infectés, probabilité de rencontre entre moustique et humain....).
Si le résultat du modèle (environ 37% d'infection en l'absence de vaccination) semble ajusté aux observations de terrain (plus d'un tiers des personnes sont infectées sur l'île de la Réunion), c'est sans doute un peu artificiel, avec des paramètres ne reflétant pas parfaitement la réalité du système. Il s'agira alors, avec les élèves, de souligner les limites de l'approche et de faire travailler l'esprit critique sur ce que représente la construction d'un modèle simplifié.
2. NETBIODYN versus EDU'MODELES
La modélisation algorithmique proposée par le logiciel Edu'modèles équivaut à la modélisation multi-agents de NetBioDyn, logiciel dont Edu'modèles est fortement inspiré.
Pour les utilisateurs préférant l'ergonomie du logiciel Edu'modèles, voici le modèle équivalent pour réaliser la même démarche : vaccination_chik.modele
3. FOCUS TECHNIQUE : LE LOGICIEL NETBIODYN
- Nous conseillons la version hors-ligne, à télécharger ici
TRES IMPORTANT : Il faut dézipper le kit et ouvrir BioDyn_Applet.jar (qui est associé à un fichier License.txt) indispensable à son fonctionnement). Il faut vraiment qu’il y ait tout le contenu du kit pour que le programme fonctionne
- Si vous êtes néophyte, utiliser ce tutoriel pour ouvrir un modèle et le faire fonctionner.
- Si vous voulez apporter des modifications à un modèle ou créer vos propres modèle, utiliser cet autre tutoriel.
4. LIEN CONNEXE :
Un article de l'institut Pasteur sur l'immunité collective.