Paléoparasitologie

Restitution des données

Matthieu Le Bailly — 2016-07-12T12:19:30Z

Vers une histoire des parasites...

Comprendre l'histoire des maladies parasitaires et leur évolution au cours des siècles font partie des problématiques de la paléoparasitologie sur lesquelles nous travaillons à Besançon. Apparitions, disparitions, résurgences ou encore migrations des parasites sont des phénomènes pour certains déjà observés, et auxquels les études que nous menons cherchent à répondre. Après plus d'un siècle d'existence, les acteurs de la recherche en paléoparasitologie ont accumulé de nombreuses données dans des secteurs géographiques et pour des périodes variés. C'est par la compilation de ces données qu'il est possible d'aboutir à des reconstructions partielles de l'histoire récente de ces pathogènes.

Ce travail de compilation réalisé il y a quelques années sur les occurrences connues de la petite douve du foie Dicrocoelium dendriticum en archéologie, avait permis de mettre en évidence un transfert très moderne de ce parasite sur le continent américain. Il semble en effet que la colonisation du Canada par les Anglais et les Français au cours du 17ème siècle ait été à l'origine du passage du parasite vers le continent américain. La petite douve du foie, présente en Europe de l'ouest depuis au moins le Pléistocène, aurait été amenée avec les cheptels embarqués sur les navires, et destinés à l'élevage sur place.

Plus récemment, ce même travail de synthèse a été fait pour l'oxyure du cheval, Oxyuris equi, dont les occurrences, peu nombreuses en archéologie, semblaient augmenter au cours de la période romaine. En 2016, une synthèse a été publiée sur les mises en évidence de l'amibe pathogène humaine, Entamoeba histolytica, au cours des six derniers millénaires. Dans la présente étude, c'est l'approche par immunologie qui a permis l'acquisition d'un grand nombre de résultats précis. Il apparait que les plus anciennes traces de la souche actuelle de l'amibe de l'homme sont présentes en Europe de l'Ouest à la période néolithique. En revanche, pour le continent américain, les plus anciennes mentions n'apparaissent qu'à partir du 12ème siècle, soulevant ainsi de nombreuses questions quant à son origine.
Les parasites ne se déplaçant pas sans leurs hôtes, les phénomènes de migrations observés au cours de nos études sont liés aux mouvements de populations humaines ou animales. Mais à l'inverse, l'étude des parasites est à même de fournir des indices supplémentaires permettant de mettre en évidence ou de confirmer des mouvements anciens de populations.

Bibliographie en lien :

Dufour, B., Hugot, J.P., Lepetz, S., Le Bailly, M., 2015. The horse pinworm (Oxyuris equi) in archaeology during the Holocene : Review of past records and new data. Infect Genet Evol 33, 77-83.
Le Bailly, M., Bouchet, F., 2010. Ancient dicrocoeliosis : Occurences, distribution and migration. Acta Tropica 115, 175-180.
Le Bailly, M., Bouchet, F., 2013. Diphyllobothrium in the past : Review and new records. International Journal of Paleopathology 3, 182-187.
Le Bailly, M., Maicher, C., Dufour, B., 2016. Archaeological occurrences and historical review of the human amoeba, Entamoeba histolytica, over the past 6000 years. Infect Genet Evol 42, 34-40.

L'approche semi-quantitative

Matthieu Le Bailly — 2016-07-12T12:03:47Z

La quantification des résidus en paléoparasitologie est un problème a priori sans solution et seuls certains contextes archéologiques peuvent faire l'objet d'une telle approche, comparable à celles adoptées en coprologie actuelle. Le récent travail réalisé par Racz et al. en 2015, sur un squelette d'époque médiévale retrouvé à Nivelles en Belgique, est un des rares exemples d'application possible d'une approche quantitative. Nous nous sommes par conséquent tourné vers une approche semi-quantitative, permettant pour le moins la comparaison des données entre les échantillons et entre les sites sur lesquels nous travaillons.

Pour cela, nous avons amélioré notre protocole d'extraction des œufs afin de systématiser la procédure. Ce travail a été effectué et testé au cours d'une thèse réalisée entre 2011 et 2015 (B. Dufour, 2015).
Cette approche semi-quantitative est encore employée dans le cadre de la thèse de C. Maicher. Sur le site espagnol de La Draga par exemple, le comptage systématique des résidus sur une quantité fixe de lecture par échantillon a permis de cartographier les concentrations en œufs de parasites. Ainsi des cartes ont été générées mettant en évidence des zones de fortes concentrations en certains taxons, qui ont conduit à discuter l'origine de ces accumulations particulières. Nous adoptons cette même approche au niveau des structures en creux, afin de mettre en évidence des accumulations différentielles et de possibles variations dans la fonction dans ces structures.

Bibliographie en lien :

Dufour, B., 2015. Synthèse de données et nouvelle contribution à l'étude des parasites de l'époque romaine, et apports méthodologiques de l'extraction des marqueurs au traitement des résultats. Université de Bourgogne Franche-Comté, Besançon, p. 337.

Améliorer le diagnostic en paléoparasitologie

Matthieu Le Bailly — 2016-07-12T12:02:36Z

L'utilisation de la microscopie optique dans les analyses paléoparasitologiques présente des limites essentiellement au niveau diagnostique. Le manque d'information sur la morphologie et la morphométrie d'un certain nombre d'œufs les moins courants, de même que les caractéristiques parfois très proches au sein d'un même genre, sont à l'origine de ces limites. Pour ces raisons, l'équipe de paléoparasitologie du laboratoire chrono-environnement cherche à améliorer le diagnostic des parasites anciens par divers moyens. Immunologie, biologie moléculaire, et approche micromorphométrique des œufs sont des outils actuellement développés à Besançon.

L'utilisation de l'immunologie pour la détection des parasites en contexte archéologique n'est pas nouvelle. Elle concerne uniquement certains protozoaires intestinaux d'importance médicale actuelle pour lesquels la détection en microscopie n'est pas idéale. Les équipes de paléoparasitologie française, d'abord à Reims, et aujourd'hui à Besançon, se sont positionnées sur cette thématique depuis le milieu des années 2000, et nous mettons en œuvre l'immunologie de manière régulière pour compléter les données acquises par microscopie optique. Nos études portent jusqu'à présent sur deux parasites, Entamoeba histolytica et Giardia intestinalis.

La biologie moléculaire est quant à elle un outil qui en théorie offre toutes les solutions du point de vue du diagnostic. En outre, elle offre la possibilité d'étudier l'évolution des génomes parasitaires, permettant ainsi de répondre aux questions d'adaptations écologiques des parasites au cours du temps. Entre 2012 et 2015, la Région Franche-Comté a financé une bourse doctorale dans le domaine de la paléogénétique appliquée à la paléoparasitologie. Ce travail réalisé en collaboration avec l'équipe Épigénome et Paléogénome de l'Institut Jacques Monod de Paris a conduit à développer une approche de génotypage, combinant la sensibilité et la spécificité de la PCR au séquençage à haut-débit, et permettant la caractérisation d'une grande diversité de taxons à partir d'échantillons environnementaux complexes. Des résultats ont été obtenus sur des échantillons archéologiques allant du Néolithique à la Première Guerre Mondiale (N. Côté, 2015). Cette approche novatrice dans la diversité des taxons recherchés est une avancée importante pour la paléoparasitologie qui doit maintenant se développer.
Cependant, aucun de ces outils ne permet pour le moment une mise en évidence exhaustive des parasites anciens, et les approches couplées doivent être privilégiées dans la mesure des moyens à disposition. Ainsi, nous continuons à employer la microscopie optique, et nous tentons d'améliorer son utilisation. En combinant la prise de mesures précises au niveau de la coque des œufs conservés avec les statistiques, nous espérons parvenir à augmenter la précision diagnostic en microscopie optique. Dans une étude récente sur des échantillons provenant de soldats de la Grande Guerre, nous avons découvert des œufs de capillaridés d'origine animale. Les mesures précises des œufs, la description fine des ornementations sur les coques et l'emploi de la classification ascendante hiérarchique (CAH) ont permis de proposer une identification pour ces œufs.

Bibliographie en lien :

Cote, N.M., Daligault, J., Pruvost, M., Bennett, E.A., Gorge, O., Guimaraes, S., Capelli, N., Le Bailly, M., Geigl, E.M., Grange, T., 2016. A New High-Throughput Approach to Genotype Ancient Human Gastrointestinal Parasites. PLoS One 11, e0146230.
Le Bailly, M., Landolt, M., Mauchamp, L., Dufour, B., 2014. Intestinal parasites in First World War German soldiers from "Kilianstollen", Carspach, France. PLoS One 9, e109543.
Le Bailly, M., Maicher, C., Dufour, B., 2016. Archaeological occurrences and historical review of the human amoeba, Entamoeba histolytica, over the past 6000 years. Infect Genet Evol 42, 34-40.

Des outils pour dépasser les limites

Matthieu Le Bailly — 2016-07-12T11:58:37Z

Améliorer le diagnostic en paléoparasitologie

L'approche semi-quantitative

Le Proche-Orient

Matthieu Le Bailly — 2016-07-08T15:58:06Z

Notre activité de recherche ne se limite pas au territoire français, et nous collaborons régulièrement avec des collègues français ou étrangers travaillant sur des terrains archéologiques dans le monde entier. Malgré une existence de plus d'un siècle, la paléoparasitologie est très loin d'avoir exploré l'ensemble des époques et des territoires. Ainsi de nombreuses zones géographiques demeurent vierges d'informations relatives aux parasites anciens. Le Proche-Orient se trouve parmi les régions pauvres en données paléoparasitologiques, mais très explorées sur le plan archéologique.

De 2000 à 2003, une thèse sous la direction de Françoise Bouchet avait été réalisée sur la Vallée du Nil, essentiellement au Soudan, mais aussi sur quelques sites égyptiens. Ce travail pionnier avait permis de recenser une biodiversité importante de parasites dans cette zone géographique (Harter-Lailheugue, 2003). Entre 2011 et 2014, la thèse de Masoud Nezamabadi réalisée à l'Université de Franche-Comté s'est attachée à étudier le secteur du plateau iranien. Trente sites archéologiques ont ainsi fait l'objet d'une étude paléoparasitologique. Une grande partie des échantillons étudiés se sont avérés négatifs. Cependant, le site archéologique de Chehrabad en Iran a fourni d'importants résultats. Des embryophores de Taeniidae, ainsi que des œufs d'Ascaris sp., de Trichuris sp., d'Enterobius vermicularis, et d'Oxyuris equi ont été identifiés, dans deux couches datées des périodes Achéménide et Sassanide. Ces résultats exclusifs pour la région du plateau iranien, prouvent le potentiel d'étude dans certains contextes sédimentaires de cette région du globe à dominante semi-aride.
L'analyse de coprolithes humains et animaux issus du site égyptien de Hierakonpolis a également révélé une diversité parasitaire importante. Des œufs de plusieurs familles de trématodes, cestodes, nématodes, et acanthocéphales ont été mis en évidence dans deux zones du site datées de 3700-3500 av. JC, et 3900-3600 av. JC. Ces résultats fournissent de nouvelles données sur l'Egypte ancienne, et prouvent l'importance de l'étude parasitologique des coprolithes en contextes d'hyper aridité comme les sites de la Vallée du Nil (Nezamabadi, 2014).

Bibliographie en lien :

Harter, S., 2003. Implication de la paléoparasitologie dans l'étude des populations anciennes de la Vallée du Nil et du Proche-Orient : études de cas, UFR de Pharmacie. Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims, p. 251.
Nezamabadi, M., 2014. New contribution of paleoparasitology in the Middle East and first data on the Iranian Plateau and adjacent areas. University of Bourgogne Franche-Comte, Besancon, p. 215.
Nezamabadi, M., Aali, A., Stöllner, T., Mashkour, M., Le Bailly, M., 2013. Paleoparasitological analysis of samples from the Chehrabad salt mine (Northwestern Iran). International Journal of Paleopathology 3, 229-233.

La période romaine

Matthieu Le Bailly — 2016-07-08T15:55:33Z

La période romaine comprend des changements profonds, tels l'organisation des villes ou les échanges sur des distances importantes, qui ont pu influencer la répartition des parasites. Au cours des vingt dernières années, de nombreuses études paléoparasitologiques en période romaine ont été réalisées, en particulier sur le quart nord-est de la France.
En région parisienne tout d'abord, surtout à Reims dans différents quartiers de la ville antique (Durocorturum), et récemment à Troyes. Ces études ont pour vocation principale de définir l'état sanitaire des populations antiques, mais aussi de caractériser les fonctions de certaines structures archéologiques (ensembles clos, bâtiments…). Les résultats de ces analyses montrent une présence importante et quasi systématique de deux parasites liés à de mauvaises conditions d'hygiène : l'Ascaris sp. et le Trichuris sp. L'accroissement des villes et l'augmentation de la densité de population posent des problèmes de santé publique, et nécessitent une gestion des déchets organiques. L'utilisation des effluents d'origine humaine, mais aussi animale, pour les cultures maraichères ou dans les jardins particuliers, et la consommation accidentelle d'aliments et d'eaux souillés par ces effluents, peuvent expliquer la présence de ces parasites à transmission directe orale-fécale. Les analyses paléoparasitologiques réalisées suite la fouille de la Place de la Libération à Troyes (Aube) en 2007 ont été déterminantes dans la connaissance des maladies infectieuses d'origine parasitaire en période gallo-romaine. En effet, l'excellente conservation des structures induite par l'humidité et l'anaérobie des couches sédimentaires a permis de mettre en évidence une biodiversité parasitaire inédite pour cette période. La liste de parasites mis en évidence sur le site ont permis d'établir un premier vrai référentiel pour l'Europe ouest septentrionale. Depuis cette étude, de nombreuses autres sont venues s'ajouter, avec parfois de très bonnes conservations des restes parasitaires, comme sur le site du Vieux Port à Reims (Philippe Rollet, INRAP), le site d'Horbourg-Wihr Kreutzfeld près de Colmar (Pascal Flotté et Géraldine Alberti, PAIR), ou le site de Rezé Saint Lupien près de Nantes (Jimmy Mouchard, Université de Nantes). L'ensemble des données paléoparasitologiques disponibles pour la période romaine ont été compilées et discutées par Benjamin Dufour dans sa thèse de doctorat, soutenue en décembre 2015.
Illustration : Carte des sites positifs pour Ascaris sp. et/ou Trichuris sp. dans l'Empire romain et aires de répartitions maximales (B. Dufour).

Bibliographie en lien :

Bouchet, F., Bentrad, S., Martin, C., 2001. Le quartier Gallo-romain de la rue de Venise à Reims, Étude paléoparasitologique. Bulletin de la Société Archéologique Champenoise 2/3, 148-150.
Dufour, B. 2015. Synthèse de données et nouvelle contribution à l'étude des parasites de l'époque romaine, et apports méthodologiques de l'extraction des marqueurs au traitement des résultats. Thèse de doctorat de l'Université de Bourgogne Franche-Comté, Besançon, 337p.
Le Bailly, M., Dufour, B., Bouchet, F., 2011. La paléoparasitologie en période gallo-romaine, in : Gourevich, D. (Ed.), Pour une archéologie de la médecine romaine. De Boccard, Paris, pp. 67-68.

Le Néolithique

Matthieu Le Bailly — 2016-07-08T15:52:36Z

La transition néolithique, ou le passage de la vie de « chasseur-cueilleur » à celle de « d'agriculteur-éleveur », est un changement profond qui s'accompagne, entre autre, de la domestication par l'homme d'espèces animales et végétales. De cette proximité grandissante entre populations humaines et populations animales, de même qu'entres espèces animales elles-mêmes, de cette première catastrophe écologique majeure de l'humanité comme la nomme Jean Zammit en 2005 (Bull Soc Prehist Fr), des questions se posent relatives aux conséquences sur la santé humaine et vétérinaire.
De nombreuses maladies parasitaires font intervenir des espèces animales dans leurs cycles biologiques, en tant qu'hôtes définitifs, intermédiaires, ou comme vecteur. De plus, certains pathogènes sont communs à l'homme et à l'animal, faisant de l'un et de l'autre, des réservoirs potentiels. Il est par conséquent légitime de se demander si le rapprochement entre les populations animales et humaines ne fut pas un facteur favorisant la propagation de certaines parasitoses au sein des populations, voire même conduisant au développement de nouvelles anthropozoonoses. Dans le cadre de cette démarche, au cours des vingt dernières années, de nombreux sites archéologiques de la période Néolithique ont fait l'objet d'analyses paléoparasitologiques, parmi lesquels les sites de Chalain (Jura, France), Passel (Oise, France), Arbon-Bleiche 3 (Thurgovie, Suisse), Zurich-Opéra (Zurich, Suisse) ou La Draga (Catalogne, Espagne) qui ont fournit des données uniques sur les parasites intestinaux de cette période.
Courbe d'évolution de la fréquence en Diphyllobothrium (parasite lié à la consommation de poissons), entre 3900 et 2900 avant JC dans sept sites lacustres du cercle alpin (M. Le Bailly).

Bibliographie en lien :

Dommelier, S., Bentrad, S., Paicheler, J.C., Pétrequin, P., Bouchet, F., 1998. Parasitoses liées à l'alimentation chez les populations néolithiques du lac de Chalain (Jura, France). Anthropozoologica 27, 41-49.
Le Bailly, M., Leuzinger, U., Schlichtherle, H., Bouchet, F., 2005. Diphyllobothrium : Neolithic Parasite ? Journal of Parasitology 91, 957-959.
Le Bailly, M., Leuzinger, U., Schlichtherle, H., Bouchet, F., 2007. "Economic crash" during the Neolithic at the Pfyn-Horgen transition (3400 BC) : Contribution of the Paleoparasitology. Anthropozoologica 42, 175-185.
Le Bailly, M., 2011. Les parasites dans les lacs nord alpins au Néolithique (3900-2900 BC) et nouvelles données dans la détection des paléoantigènes de Protozoa., Editions Universitaires Européennes, Sarrebruck.

Thèmes de recherche

Matthieu Le Bailly — 2016-07-08T15:25:03Z

Nous développons nos recherches autour de trois grandes problématiques interconnectées :

Acquérir de nouvelles données paléoparasitologiques pour l'homme et les autres animaux, et combler les éventuels hiatus chronologiques et géographiques.
Lever les verrous techniques et méthodologiques liés à la paléoparasitologie, comme par exemple la caractérisation des taxons, par la mise en jeu de nouveaux outils, mais aussi l'amélioration de ceux disponibles actuellement.
Restituer les données recueillies pour mieux comprendre l'évolution de la répartition des parasites, en relation avec les variations de pratiques culturelles au cours du temps.

Nous travaillons en France et à l'étranger avec l'ensemble des acteurs de l'archéologie publique ou privée, sur toutes les périodes préhistoriques et historiques, sans aucune limite. Depuis l'installation de la discipline à Chrono-environnement en 2010, nous avons travaillé sur 81 sites archéologiques en France métropolitaine, et 44 sites archéologiques à l'étranger répartis dans 23 pays. La carte ci-dessous présente les localisations des sites étudiés jusqu'à présent en France.

Renseigner le temps et l'espace

Matthieu Le Bailly — 2016-07-08T14:16:54Z