Molecular epidemiology of foot-and-mouth disease in sub-Saharan Africa: the case of Chad | Epidémiologie moléculaire de la fièvre aphteuse en Afrique Subsaharienne : cas du Tchad

Inglés. Foot-and-mouth-disease (FMD) is a highly contagious disease that affects domestic and wild artiodactyles. It is endemic in Chad. However, there is very little research on FMD, as the prevalence and risk factors associated with the disease and all circulating serotypes are not well known. My thesis aims to contribute to a better understanding of the epidemiology of this disease, to determine areas at risk, to estimate seroprevalence in three major breeding regions (Batha, Wadi Fira and West Ennedi) and to carry out an initial molecular characterization of the serotypes of the FMDV circulating in Chad.A literature review was carried out to collect data on animal mobility and the current epidemiological situation of FMD in Chad and neighbouring countries. The objective of this work was to establish a risk map based on the occurrence of the disease in relation to animal movements. The results were used to estimate the risk of introduction and spread of FMD and to represent areas at risk using the new risk mapping approach. Thus, 12/347 Chadian communes located at the borders have a "very high" risk of introduction of the FMDV. For the risk of spread, 54 and 78 communes were characterized by a "very high" and "high" risk respectively.In addition, a cross-sectional survey was conducted between October and 2016 to determine the seroprevalence of the disease in domestic ruminants and characterize circulating viral strains. A total of 1520 sera samples (928 cattle, 216 goats, 254 sheep and 122 dromedaries) were collected for serological analysis and nine epithelial tissues from cattle showing clinical signs for virological analysis. Serological results showed an overall seroprevalence of 40% and seroprevalences of 84%, 78% and 84% in cattle over 5 years of age in East Batha, West Batha and Wadi Fira respectively. Among cattle under one year of age, seroprevalence was estimated at 67% in Wadi Fira, 64% in East Batha and 59% in West Batha. In small ruminants over 5 years of age, seroprevalence of 63%, 45%, 34% and 10% have been estimated respectively in West Batha, East Batha, Wadi Fira and West Ennedi. In small ruminants under one year of age, seroprevalence has been estimated at Wadi Fira (50%), East Batha (32%), West Batha (18%), and Ennedi West (11%). Serotyping results from sera of animals less than one year old showed that serotypes O, A, SAT1 and SAT2 circulated in 2015 in Chad. However, serotype SAT2 dominated with an overall seroprevalence of 43.3% and was present in all areas studied. It is followed by serotypes O (29.9%) present in West Batha and Wadi Fira, A (22.4%) present in East Batha and West Batha and SAT1 (4.5%) present only in Wadi Fira. Virological analyses have made it possible to characterize the serotype SAT2 of the FMDV. Phylogenetic analyses of the coding sequence for the VP1 protein made it possible to determine the SAT2 topotype VII serotype, close to the viral strains found in Cameroon in 2015 with a similarity of 98.60%.In conclusion, the serological results confirm that the disease is endemic. Furthermore, the results of molecular characterization prove the cross-border nature of the disease through uncontrolled movements of animals. All these results show that it is important for Chadian veterinary services and researchers to continue research on the molecular epidemiology of FMD throughout the country in order to characterize all serotypes circulating and then develop and implement a surveillance protocol and a risk-based control plan.

Francés. La fièvre aphteuse (FA) est une maladie hautement contagieuse qui touche les artiodactyles domestiques et sauvages. Elle est endémique au Tchad. Cependant, il y a très peu de recherches sur la FA, car la séroprévalence et les facteurs de risque associés à la maladie et tous les sérotypes circulants ne sont pas bien connus. Les travaux de ma thèse visent à contribuer à une meilleure compréhension de l'épidémiologie de cette maladie, à déterminer les zones à risque, à estimer la séroprévalence dans trois grandes régions d'élevage (Batha, Wadi Fira et Ennedi Ouest) et à réaliser une première caractérisation moléculaire des sérotypes du virus de la FA circulant au Tchad. Une revue bibliographique a été effectuée pour collecter des données sur la mobilité animale et la situation épidémiologique actuelle de la FA au Tchad et dans les pays voisins. L'objectif de ce travail était d'établir une cartographie du risque basée sur l'occurrence de la maladie en relation avec les mouvements des animaux. Les résultats ont permis d'estimer le risque d'introduction et de propagation de la fièvre aphteuse et de représenter les zones à risque grâce à la nouvelle approche de cartographie du risque. Ainsi, 12/347 communes tchadiennes, situées aux frontières ont un risque " très élevé " d'introduction du virus de la FA aphteuse. Pour le risque de propagation, 54 et 78 communes étaient caractérisées respectivement par un risque " très élevé " et " élevé ".Par ailleurs, une enquête transversale a été menée entre octobre et nombre 2016 pour déterminer la séroprévalence de la maladie chez les ruminants domestiques et caractériser les souches virales qui circulent. Au total, 1520 échantillons de sérums (928 bovins, 216 caprins, 254 ovins et 122 dromadaires) ont été prélevés pour les analyses sérologiques et 9 tissus épithéliaux chez les bovins présentant des signes cliniques pour les analyses virologiques. Les résultats sérologiques ont montré une séroprévalence globale de 40% et des séroprévalences de 84%, 78% et 84% chez les bovins de plus de 5 ans respectivement au Batha Est, Batha Ouest et Wadi Fira. Chez les bovins de moins d'un an, la séroprévalence était estimée à 67 % au Wadi Fira, à 64 % au Batha Est et à 59 % au Batha Ouest. Chez les petits ruminants de plus de 5 ans, des séroprévalences de 63%, 45%, 34% et 10% ont été estimées respectivement au Batha Ouest, Batha Est, Wadi Fira et Ennedi Ouest. Chez les petits ruminants de moins d'un an, des séroprévalences ont été estimées : Wadi Fira (50 %), Batha Est (32 %), Batha Ouest (18 %), et Ennedi Ouest (11 %). Les résultats du sérotypage à partir des sérums d'animaux âgés de moins d'un an ont montré que les sérotypes O, A, SAT1 et SAT2 ont circulé en 2015 au Tchad. Cependant, le sérotype SAT2 dominait avec une séroprévalence globale de 43,3 % et il était présent dans toutes les zones étudiées. Il est suivi des sérotypes O (29,9%) présent aux Batha Ouest et Wadi Fira, A (22,4%) présent aux Batha Est et Batha Ouest et SAT1 (4,5%) présent seulement à Wadi Fira. Les analyses virologiques ont permis de caractériser le sérotype SAT2 du virus de la FA. Les analyses phylogénétiques de la séquence codante pour la protéine VP1 ont permis de déterminer le sérotype SAT2 topotype VII, proche des souches virales trouvées au Cameroun en 2015 avec une similarité de 98,60%. En conclusion, les résultats sérologiques confirment le caractère endémique de la maladie. En outre, les résultats de la caractérisation moléculaire prouvent le caractère transfrontalier de la maladie ceci par le biais de mouvements incontrôlés d'animaux. L'ensemble de ces résultats montrent qu'il est important que les services vétérinaires tchadiens et les chercheurs poursuivent les recherches sur l'épidémiologie moléculaire de la FA sur l'ensemble du territoire pour caractériser tous les sérotypes qui circulent, puis élaborer et mettre en place un protocole de surveillance et un plan de lutte basée sur les risques.