B U L L E S D E S C I E N C E S

Joanna Kubar Postface d’Aurélien Liarte

Un parasite à la conquête du cerveau

Le toxoplasme

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Joanna Kubar Postface d’Aurélien Liarte

Un parasite à la conquête du cerveau

Le toxoplasme

L’histoire de ce minuscule parasite, le toxoplasme, nous concerne tous, ou presque. Il contamine les animaux à sang chaud, dont l’Homme. Parasité par le toxoplasme, un rat recherche la compagnie d’un chat, au lieu de le fuir. Et nous, les humains ? Sans manifester des signes visibles de maladie, nous sommes, en France, une moitié de la population à l’abriter dans nos cerveaux.

Comment y atterrit-il ? Qu’y fait-il ? Le toxoplasme peut-il inf luencer nos actions ? Notre personnalité même ? Les recherches épidémiologiques, cliniques, psychologiques nous donnent des indices : l’infection par le toxoplasme est cor-rélée, par exemple, avec certaines pathologies cérébrales et avec certains comportements à risque.

Mais comment le sait-on ? L’auteur s’attache à concilier l’intelligibilité du lan-gage et la rigueur de l’exposé ; la fenêtre qu’elle entrouvre sur la « science en devenir » contribue à bâtir une attitude « raisonnablement critique et raison-nablement conf iante » à l’égard des découvertes scientif iques. En présentant les faits et méfaits du toxoplasme, l’ouvrage introduit au monde du parasitisme, ce mode particulier, mais non unique, de cohabitation entre les organismes.

Joanna Kubar : docteur ès Sciences et docteur en Médecine, a été chercheur CNRS en physique théorique puis en Sciences de la vie dans le domaine de parasitologie.

9 782759 819324

18 € ISBN : 978-2-7598-1932-4

www.edpsciences.org

9782759819324_Couv.indd 1 01/02/2017 10:14

Un parasite à la conquête du cerveau

Le toxoplasme

17, avenue du Hoggar – P.A. de Courtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

JOANNA KUBAR

Postface d’Aurélien Liarte

Illustrations Sylvie Danne Faure et Bruno Trentini

Un parasite à la conquête du cerveau

Le toxoplasme

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinés à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute repré­sentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal.

© EDP Sciences, 2017

Mise en pages : Patrick Leleux PAOCouverture : conception graphique de B. Defretin, Lisieux ;

silhouette de l’illustration : © yuliagursoy ­ Fotolia.com.

Imprimé en FranceISBN : 978­2­7598­1932­4

Du même auteur

Douce est sa mort ou Apoptose, 2005, Éditions du Losange.

La java du candidat, 2011, Au Pays Rêvé.

À Pascal et Mathieu

7

REMERCIEMENTS

Mes remerciements s’adressent à mes amis, Marie-Anne Meyer,

Joseph Brami, Nathalie Rochet, Yves Le Fichoux, Malgosia Hecht qui

ont lu, et pour certains relu plusieurs fois, les versions successives du

texte. J’ai bénéficié de leurs corrections, remarques, questions et sug-

gestions, dont, ils le verront en lisant le texte définitif, j’ai largement

tenu compte.

Ma reconnaissance particulière va également à mes éditeurs,

Michèle Leduc et Michel Le Bellac, pour leurs précieux conseils et

leurs chaleureux encouragements.

Merci à Aurélien Liarte, ami philosophe de longue date, d’avoir

accepté d’enrichir cet ouvrage en donnant son éclairage sur le libre

arbitre, et d’avoir aménagé, dans le processus d’écriture, la place à

toutes mes questions sur le toxoplasme.

Merci à Sylvie Danne Faure et Bruno Trentini pour les illustra-

tions. Merci pour les bienfaits de ces éclats de rire survenant à la

découverte de leurs interprétations artistiques, dont bénéficieront à

présent les lecteurs. Merci à Nathalie Rochet et à Pierre Marty pour

les photos.

Merci à Bojka Milicic pour ses commentaires sur les éléments

d’anthropologie.

RemeRcIemenTS

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU8

J’écris en français qui n’est pas ma langue maternelle, mais la

langue de ma vie d’adulte. Je la chéris, le respect de ses règles témoigne

de mon amour pour elle ; merci à vous tous qui avez corrigé avec

patience mes fautes organiques (dont les articles et la syntaxe) qui

résistent à mes soins.

J’aime partager mes passions ; l’intérêt manifesté pour le toxo-

plasme à l’écoute de mes récits m’a vivement encouragée tout au long

du travail : toute ma reconnaissance va à ma famille et mes amis, en

France, aux États-Unis, en Grande-Bretagne, en Israël et en Pologne.

Merci à mes fils pour la motivation et l’énergie qu’ils ajoutent à

ma vie.

Des erreurs qui pourraient rester dans ce livre, je suis seule respon-

sable et les opinions exprimées n’engagent que moi.

9

SOMMAIRE

Remerciements............................................................................ 7

Avant-propos............................................................................... 11

PARTIE 1Du toxoplasme et des souris

1. Les curieux choix des rats et des souris ....................................... 17

PARTIE 2Le toxoplasme

2. Le toxoplasme : sa vie, son cycle, ses modes de contamination ....... 45

PARTIE 3Du toxoplasme et des hommes : au-delà des rongeurs, l’Homme

3. Épidémiologie .......................................................................... 73

4. Conséquences de l’infection par T. gondii chez l’Homme ................. 89

5. Infection chronique : corrélations avec certaines pathologies cérébrales ............................................................................... 103Schizophrénie .......................................................................... 105Épilepsie ................................................................................. 117

SOmmAIRe

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU10

Cancer .................................................................................... 119Dépression ............................................................................... 123

6. Infection chronique : effets sur le comportement et la personnalité 125Effets du toxoplasme et perception des odeurs de chat. Les hommes ressemblent-ils aux rongeurs ? Le toxoplasme est-il sexiste ? ............ 128Effets du toxoplasme et taux de suicides ...................................... 132Effets du toxoplasme et accidents de la route ................................ 134Effets du toxoplasme et proportion de filles et de garçons................ 147Effets du toxoplasme et personnalité humaine ............................... 150

7. Infection chronique : au-delà de l’individu, la culture .................... 167Définir et mesurer les traits caractéristiques d’une culture ................ 170Toxoplasme et culture ................................................................ 173Stéréotypes nationaux et au revoir au toxoplasme .......................... 179

Postface philosophique. Le libre arbitre, un héritage embarrassant ? .. 187Annexe. Toxoplasma gondii : manipulation adaptative et mécanismes d’action ....................................................................................... 233

Bibliographie .............................................................................. 247

11

AVANT-PROPOS

L’acteur principal de cet ouvrage, et sa vedette, est un microorga-

nisme, un parasite unicellulaire, c’est-à-dire composé d’une seule cel-

lule. Son nom latin est Toxoplasma gondii, en français le toxoplasme.

C’est le parasite le plus répandu dans le monde. On le trouve dans

le sol et dans l’eau sur tous les continents et dans les océans. Il peut

souiller les végétaux et contaminer tous les animaux à sang chaud,

domestiques et sauvages. Une large partie de la population mondiale

est parasitée par le toxoplasme ; la population française ne fait pas

exception. Les conséquences de l’infection s’étendent de l’absence de

symptômes perceptibles à des manifestations dévastatrices dans le

système nerveux central.

Le monde des parasites est fabuleusement riche et fascinant. Mais

le domaine de la parasitologie est encore peu connu du public. Un

de nos souhaits est ainsi d’éveiller, avec l’exemple du toxoplasme, la

curiosité au parasitisme, ce mode particulier, mais non unique, de

cohabitation entre les organismes qui présente, en outre, un intérêt

majeur de santé publique1.

1. Rappelons que le prix Nobel de médecine et physiologie a été attribué en 2015 pour les travaux sur les traitements des maladies parasitaires à William Campbell et Satoshi Omura pour leurs travaux sur un traitement contre les infections dues aux vers, les parasites nommés helminthes ; à Youyou Tu, pour ses travaux sur un traitement contre le paludisme. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2015/

AvAnT-PROPOS

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU12

Des chercheurs, en France et dans le monde, étudient le toxo-

plasme, ses composants internes, les particularités des réactions

chimiques qui le maintiennent en vie et les mystères de son génome,

sa sensibilité aux molécules potentiellement médicamenteuses, sa

répartition géographique, les interactions complexes et mystérieuses

qu’il établit avec ses hôtes involontaires, dont l’Homme, et même

sa fréquence dans nos assiettes. Les explorations menées à toutes

les échelles, de la molécule à la cellule, de l’organisme à la société,

mettent à profit les techniques les plus variées, allant de l’observation

sous les microscopes et les analyses moléculaires et cellulaires dans les

tubes à essai, aux expérimentations animales et aux diverses enquêtes

épidémiologiques. Des équipes médicales et vétérinaires utilisent les

découvertes des chercheurs pour diagnostiquer, prévenir et soigner,

qui les patients, qui les animaux.

En dévoilant les secrets du toxoplasme, nous souhaitons partager

en chemin notre expérience de chercheur et quelques arcanes du

métier. Introduire le lecteur aux coulisses de la recherche, ou « la

science en train de se faire », pourra contribuer, nous l’espérons, à

bâtir à son égard une attitude raisonnablement critique et raisonna-

blement confiante. Cela permettra peut-être d’aborder les questions

que posent les découvertes scientifiques en limitant aussi bien des

préjugés qui relèvent de l’acceptation béate que ceux qui témoignent

du rejet systématique.

Nous avons introduit une Voix qui pose des questions. Pourquoi

avoir choisi cette forme de dialogue ? C’est un outil pour éviter de

succomber à la facilité d’employer des expressions toutes faites. Les

langages des spécialistes, scientifique et médical, contiennent des

raccourcis qui peuvent conduire parfois à des courts-circuits de la

pensée. Des expressions, qui semblent entendues entre les spécialistes,

méritent parfois qu’on s’y arrête pour en approfondir la compréhen-

sion. Nous nous appliquons ici à expliciter les mots techniques et à

en donner la racine grecque ou latine ; quand elle entend le jargon, la

Voix interrompt le récit. Parmi les questions de la Voix, en italique,

13

AvAnT-PROPOS

figurent également celles, réellement posées, de mes premiers lecteurs

et des auditeurs de mes récits.

Le livre est construit comme suit. Le premier chapitre décrit de

curieux choix des rats et des souris infectés par le toxoplasme et leurs

comportements inhabituels en comparaison avec les rats et souris

non infectés. Le deuxième chapitre est consacré à la biologie du

toxoplasme lui-même, sa vie, son cycle parasitaire, et en particulier

un de ses habitacles possibles, le cerveau humain. Les bases ainsi

acquises et les connaissances accumulées nous permettent de mieux

saisir les divers aspects des interactions qu’entretient le toxoplasme

avec son hôte humain. Les chapitres 3 et 4 traitent des questions

épidémiologiques et médicales et relatent l’histoire des découvertes

qui ont jalonné les 110 ans écoulés depuis la première identifica-

tion du toxoplasme. C’est une histoire d’alternance d’accélération

de découvertes et de mises en sommeil de certaines idées. Comme

d’autres histoires en science, un effet des modes scientifiques est

conjugué au fait que la fertilité d’un concept s’épuise, l’idée perd

son potentiel innovant, puis elle est reprise avec de nouveaux

outils théoriques et expérimentaux. Le cinquième chapitre décrit

les corrélations du toxoplasme avec certaines maladies du système

nerveux central et le sixième les effets du toxoplasme sur la per-

sonnalité et le comportement humains. Enfin le chapitre 7 envisage

les conséquences possibles au niveau collectif des accumulations

des influences du toxoplasme sur les individus. Le livre contient

des notes en bas de page et des encadrés que l’on peut omettre en

première lecture.

Ainsi cet ouvrage sur le toxoplasme, un parasite unicellulaire, nous

mène de la biologie (chapitres 1, 2), à l’épidémiologie et aux diverses

questions médicales (3, 4, 5), aux remarques sur la personnalité et la

psychologie du comportement (chapitre 6), puis, brièvement et avec

prudence, sur les comparaisons transnationales des cultures (cha-

pitre 7). En chemin, l’accent est mis sur les questions méthodolo-

giques : comment savons-nous ce que nous savons, et le savons-nous

AvAnT-PROPOS

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU14

« vraiment » ? Sur le modeste sujet du toxoplasme, nous avons tenté

d’apprivoiser des incertitudes potentiellement fertiles.

Nous sentons-nous à l’aise avec des incertitudes ? Raisonnable-

ment. Ainsi, face aux capacités du toxoplasme à nous imposer des

choix et des comportements qui ne seraient peut-être pas réellement

voulus par nous, nous avons eu la curiosité d’interroger le philosophe

Aurélien Liarte sur la réalité de notre libre arbitre. Il répond à nos

questions dans sa postface.

Le texte est accompagné d’illustrations de Sylvie Danne Faure

(pour les chapitres sur le toxoplasme) et de Bruno Trentini (pour

la postface). Ce livre s’adresse à un public non spécialisé et curieux

d’apprendre, qui aime autant les questions que les réponses et qui ne

recule pas devant les questions sans réponse.

PARTIE 1

DU TOXOPLASME ET DES SOURIS

17

1Les curieux choix des rats

et des souris

Ce chapitre traitera des souris et des rats qui courent après les

chats !

Quelle drôle d’histoire ! Et cela, pourquoi ?

Un tout petit parasite manipule leur esprit ! Son nom latin est

Toxoplasma gondii. Nous allons l’appeler par son nom français, le

toxoplasme. Pour beaucoup de personnes, ce nom n’est pas complè-

tement inconnu : « à surveiller lors de la grossesse… », « une maladie

Du TOxOPLASme eT DeS SOuRIS

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU18

liée au SIDA… »… Dans ce livre, nous allons découvrir quelques-unes

de ses habitudes, et de ses prouesses. C’est un parasite passionnant.

Il faut une scientifique pour trouver un parasite passionnant

et parler de ses prouesses !

Peut-être. Mais vous jugerez par vous-même. La vie du toxoplasme

est une vraie réussite : c’est le parasite le plus répandu dans le monde.

Quelle est la différence entre un parasite, un virus et une

bactérie ?

Tous les trois peuvent provoquer des maladies, chez l’homme,

chez les animaux ou les plantes. Mais biologiquement ce sont des

organismes très différents. Leurs spécificités sont brièvement décrites

dans l’encadré 1.1. De tous les parasites, le toxoplasme est le plus

performant.

ENCADRÉ 1.1 QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE UN PARASITE, UN VIRUS ET UNE BACTÉRIE ?

Commençons par définir une cellule. Cette notion nous sera utile tout au long du livre.Une des entrées dans le dictionnaire Larousse définit la cellule comme un « élément constitutif fondamental d’un ensemble organisé ». Ainsi le mot cellule, de latin cella, petite pièce, possède de nombreuses acceptions. En biologie, la cellule est une « structure microscopique complexe, constitutive de tous les êtres vivants et caractérisée par son pouvoir d’assimilation. »La cellule est composée d’une substance aqueuse appelée le cytoplasme et d’une membrane qui entoure le cytoplasme. La membrane cellulaire assure l’intégrité de la cellule ; elle est le lieu de tous les échanges avec l’extérieur, le milieu nutritif ambiant et les autres cellules. Le cytoplasme contient de

19

LeS cuRIeux chOIx DeS RATS eT DeS SOuRIS

nombreuses molécules, simples comme les ions (le sodium, le potassium, le calcium, le chlore…) et complexes (les protéines, les acides nucléiques, désoxyribonucléique (ADN) et ribonucléique (ARN), les lipides…), et de nombreuses structures spécialisées (les organites). La cellule est la plus petite unité vivante capable de se reproduire de façon autonome. La reproduction cellulaire est générée par la multiplication de l’ADN (acide désoxyribonucléique). L’ADN se présente dans la cellule sous deux formes : soit il est disséminé dans tout le cytoplasme, soit il est concentré dans un organite appelé le noyau, entouré de la membrane nucléaire.

Ultrastructure

Ribosomes

Nucléole

Appareilde GolgiRéticulum lisse

Réticulum GranulaireMitochondrie

Microfilaments

Chromatine

Micro-tubules

CentrosomeNoyau

Lysosome

Figure 1.1 | La cellule : un schéma et photos de deux exemples. Représentation schématique d’une cellule type vue au microscope électronique ;une cellule polynucléaire observée au microscope électronique à transmission avec un agran-dissement ×4 000 ; un ostéocyte au microscope électronique à balayage avec un agrandissement ×4 000. Crédit illustrations : Aide mémoire d’hématologie, C. Sultan, M. Gouault-Heilmann, M. Imbert, Flammarion 1978 (le schéma), Déborah Rousseau (le polynucléaire), Nathalie Rochet (l’ostéocyte).

UN PARASITE À LA CONQUÊTE DU CERVEAU248

BIBLIOgRAPhIe

Kim K, Weiss LM. 2008. Toxoplasma: the next 100 years. Microbes and Infection 10, 978-984

Weiss LM, Dubey JP. 2009. Toxoplasmosis: A history of clinical observations. International Journal for Parasitology 39, 895-901

ÉPIDÉMIOLOGIE

Aspinall TV, Marlee D, Hyde JE, Sims PF. 2002. Prevalence of Toxoplasma gondii in commercial meat products as monitored by polymerase chain reaction-food for thoughts? International Journal for Parasitology 32, 1193-1199

Derouin F, Bultel C, Roze S. 2005. Toxoplasmose : état des connaissances et évaluation du risque lié à l’alimentation. Rapport du groupe de travail « Toxoplasma gondii » de l’Afssa http://www.ladocumentationfrancaise.fr/var/storage/rapports-publics/064000311.pdf

Kreuder C, Miller MA, Jessup DA, Lowenstine LJ, Harris MD, Ames JA, Carpenter TE, Conrad PA, Mazet JAK. 2003. Patterns of mortality in Southern Sea otters (Enhydra lutris nereis) from 1998-2001. Journal of Wildlife Diseases 39, 495-509

Tenter AM, Heckeroth AR, Weiss LM. 2000. Toxoplasma gondii: from animals to humans. International Journal for Parasitology 30, 1217-1258

CORRÉLATIONS AVEC CERTAINES MALADIES

Ngoungou EB, Bhalla D, Nzoghe A, Dardé ML, Preux PM. 2015. Toxoplasmosis and epilepsy — Systematic review and meta analysis. PLoS Neglected Tropical Diseases 9

Pearce BD, Kruszon-Moran D, Jones JL. 2012. The relationship between Toxoplasma gondii infection and mood disorders in the Third National Health and Nutrition Survey. Biological Psychiatry 72, 290-295

Thomas F, Lafferty KD, Brodeur J, Elguero E, Gauthier-Clerc M, Missé D. 2012. Incidence of adult brain cancers is higher in countries where the protozoan parasite Toxoplasma gondii is common. Biology Letters 8, 101-103

Torrey EF, Bartko JJ, Lun ZR, Yolken RH. 2007. Antibodies to Toxoplasma gondii in patients with schizophrenia: a meta-analysis. Schizophrenia Bulletin 33, 729-736

Torrey EF, Bartko JJ, Yolken RH. 2012. Toxoplasma gondii and other risk factors for schizophrenia: an update. Schizophrenia Bulletin 38, 642-647

Vittecoq M, Elguero E, Lafferty KD, Roche B, Brodeur J, Gauthier-Clerc M, Missé D, Thomas F. 2012. Brain cancer mortality rates increase with Toxoplasma gondii seroprevalence in France. Infection Genetics and Evolution 12, 496-498

249

BIBLIOgRAPhIe

EFFETS SUR LA PERSONNALITÉ ET LE COMPORTEMENT

Flegr J, Havlicek J, Kodym P, Maly M, Smahel Z. 2002. Increased risk of traffic accidents in subjects with latent toxoplasmosis: a retrospective case-control study. BMC Infectious Diseases 2, 11

Flegr J, Novotna M, Lindova J, Havliček J. 2008. Neurophysiological effect of the Rh factor. Protective role of the RhD molecule against Toxoplasma-induced impairment of reaction times in women. Neuroendocrinology Letters 29, 475-481

Flegr J, Preiss M, Klose J. 2013. Toxoplasmosis-associated difference in intelligence and personality in men depends on their Rhesus blood group but not ABO blood group. PLoS One 8

Flegr J, Lenochova P, Hodny Z, Vondrova M. 2011. Fatal attraction phenomenon in humans: cat odour attractiveness increased for toxoplasma-infected men while decreased for infected women. PLoS Neglected Tropical Diseases 5

Flegr J, Klose J, Novotna M, Berenreitterova M, Havliček J. 2009. Increased incidence of traffic accidents in toxoplasma-infected military drivers and protective effect RhD molecule revealed by a large-scale prospective cohort study. BMC Infecious Diseases 9, 72

Flegr J, Novotna M, Fialova A, Kolbekova P, Gasova Z. 2010. The influence of RhD phenotype on toxoplasmosis- and age-associated changes in personality profile of blood donors. Folia Parasitologica 57, 143-150

Kocazeybek B, Oner YA, Turksoy R, Babur C, Cakan H, Sahip N, Unal A, Ozaslan A, Kılıc S, Saribas S, Aslan M, Taylan A, Koc S, Dirican A, Uner HB, Oz V, Ertekin C, Kucukbasmaci O, Torun MM. 2009. Higher prevalence of toxoplasmosis in victims of traffic accidents suggest increased risk of traffic accident in Toxoplasma-infected inhabitants of Istanbul and its suburbs. Forensic Science International 187, 103-108

Lindova J, Novotna M, Havliček J, Jozifkova E, Skallova A, Kolbekova P, Hodný Z, Kodym P, Flegr J. 2006. Gender differences in behavioural changes induced by latent toxoplasmosis. International Journal for Parasitology 36, 1485-1492

Novotna M, Havlicek J, Smith AP, Kolbekova P, Skallova A, Klose J, Gosova Z, Pisacka M, Sechovska M, Flegr J. 2008. Toxoplasma and reaction time: role of toxoplasmosis in the origin, preservation and geographical distribution of Rh blood group polymorphism. Parasitology 135, 1253-1261

Yereli K, Balcioğlu IC, Ozbilgin A. 2006. Is T. gondii a potential risk for traffic accidents in Turkey? Forensic Science International 163, 34-37

EFFETS SUR LA CULTURE

Lafferty KD. 2005. Look what the cat dragged in: do parasites contribute to human cultural diversity? Behavioural Processes 68, 279-282