« Winter is coming » : comment se préparer à l’émergence d’épidémies saisonnières

21 juillet 2020

Mathématiques

Santé

L’émergence de certaines épidémies, dites « saisonnières », est directement impactée par le moment d’arrivée du pathogène. En effet, de nombreuses infections fluctuent en fonction des saisons, telle la grippe qui se transmet mieux en hiver. Deux scientifiques de l’université de Nantes1 et du CNRS2 à Montpellier ont mis au point un modèle mathématique qui permet de prédire le risque d’émergence d’une épidémie en fonction du moment de l’année où est introduit le pathogène. Leurs prédictions théoriques, qui prennent en compte le hasard, soulignent une dynamique temporelle intéressante : ces pathologies connaissent un « hiver » qui n’est pas forcement la saison du même nom mais une période qui leur est moins favorable. Selon leurs travaux, un pathogène introduit juste avant son « hiver » a alors une probabilité bien plus faible de subsister et d’engendrer une épidémie importante. Les scientifiques ont nommé cet effet « winter is coming ». Leur modèle théorique permettrait donc d’élaborer de meilleures stratégies pour agir sur les épidémies saisonnières. Une intervention au bon moment pourrait amplifier cet effet et permettrait ainsi de générer des conditions défavorables à l’émergence d’une épidémie. Ces travaux viennent d'être publiés dans PLOS Computational Biology.

L’effet “winter is coming”. La figure A montre la variation du taux de naissance (taux de transmission du pathogène, trait plein) et de mort (taux de guérison de l’hôte infecté par le pathogène, trait pointillé) au cours du temps (l’unité de temps est le jour). La zone en gris foncé représente l’« hiver » pour le parasite (en « hiver » le taux de naissance est plus faible que le taux de mort). La figure B montre la probabilité d’émergence du pathogène (courbe rouge) en fonction du jour de l’année où il est introduit. On voit que cette probabilité est très faible en « hiver » (taux de transmission faible) mais également juste avant l’hiver (zone rouge). Cette diminution très importante de la probabilité d’émergence juste avant l’hiver est l’effet « winter is coming ». © Sylvain Gandon

1Philippe Carmona est membre du Laboratoire de mathématique Jean Leray (CNRS / Université de Nantes)
2Sylvain Gandon est membre du Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive, CEFE (CNRS/ Université de Montpellier/IRD/EPHE/Université Paul-Valéry-Montpellier)

Bibliographie

Winter is coming: pathogen emergence in seasonal environments, P. Carmona et S. Gandon, PLOS Computational Biology, https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007954