Ecole Doctorale

Sciences de l'Environnement

Spécialité

Sciences de l'environnement : Anthropologie biologique

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

paléoépidémiologie,paléomicrobiologie,paléopathologie,ADN ancien,pathocénose,

Keywords

paleoepidemiology,paleomicrobiology,paleopathology,ancient DNA,pathocenosis,

Titre de thèse

Infections des populations du passé : développement et application d'une approche originale de paléoépidémiologie intégrative.
Infections of past populations: development and application of an original approach of integrative paleoepidemiology.

Date

Tuesday 30 June 2020 à 14:30

Adresse

Faculté d'Odontologie d'Aix-Marseille Université - Secteur Timone, 27 Boulevard Jean Moulin 13385 Marseille Salle de Thèse d'Odontologie

Jury

Directeur de these M. Philippe BIAGINI Aix-Marseille Université - EFS
Rapporteur Mme Christine KEYSER Université de Strasbourg
Rapporteur Mme Maria Teresa FERREIRA Université de Coimbra
Examinateur Mme Tosha DUPRAS Université de Floride centrale
Examinateur Mme Catherine THèVES Université de Toulouse 3
Examinateur Mme Cécile CHAPELAIN DE SEREVILLE-NIEL Université de Caen Normandie
Examinateur M. Michel SIGNOLI Aix-Marseille Université
CoDirecteur de these M. Yann ARDAGNA Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

La paléoépidémiologie infectieuse constitue un champ d’étude peu investi au cours des dernières années. Pourtant, la restitution des environnements infectieux propres aux populations anciennes et de l’influence qu’incarnaient les infections sur leur état sanitaire représentent des pierres angulaires de notre connaissance des sociétés passées. L'objectif de cette recherche doctorale est de développer et mettre en œuvre une nouvelle approche d’étude des maladies infectieuses dans le passé : la paléoépidémiologie intégrative. Il s’agit, pour une même collection ostéoarchéologique, de combiner l’étude paléoépidémiologique macroscopique dite classique avec une approche microbiologique (amplifications par PCR, clonages et séquençages) exhaustive, à l’échelle « populationnelle ». Cette approche paléomicrobiologique constitue un angle d’étude complémentaire au recensement des lésions osseuses dues aux infections, spécifiques ou non-spécifiques, observables sur les vestiges anthropobiologiques. Elle rend ainsi possible l’estimation de prévalences infectieuses plus proches de la réalité épidémiologique de nos corpus, en révélant la part des infections « silencieuses » présentes dans les échantillons mais ne conduisant pas à l’expression de stigmates osseux . La combinaison de ces deux méthodes constitue cette approche paléoépidémiologique dite intégrative, permettant l’analyse de la prévalence des maladies infectieuses à l’échelle des sites archéologiques et de l’évaluation de leurs répartitions dans les sociétés anciennes. La mise en œuvre de cette approche pour l’étude de quatre séries ostéoarchéologiques issues de contextes chrono-géographiques variés a notamment démontré son potentiel dans le cadre des recherches sur les maladies infectieuses dans le passé. Les résultats obtenus ont démontré la présence de nombreuses infections parmi les individus étudiés, dont certaines demeuraient insoupçonnées sur la seule base des études paléopathologiques classiques (syphilis, lèpre, tuberculose, brucellose, variole). Grâce cette approche intégrative, nous avons ainsi enrichi la connaissance des contextes pathocénosiques propres à chacun de nos corpus archéologiques. Au-delà de ces résultats, ce travail de recherche s’est attaché à discuter de manière la plus exhaustive possible les atouts et faiblesses de ce concept de paléoépidémiologie intégrative. Nous avons ainsi examiné la pertinence de cette approche au regard des biais inhérents à la paléopathologie (paradoxe ostéologique, représentativité des échantillons squelettiques, véracité des lésions), à la paléomicrobiologie (impact de la méthodologie, conservation de l’ADN, contaminations environnementales) ; ainsi que ceux générés par l’association de ces deux modalités d’obtention de diagnostics infectieux et de leurs prévalences (méthodologie et traitement statistiques, potentiels diagnostiques respectifs et associés). In fine, au vu de leur évidente complémentarité et de la richesse des données qu’elles apportent, l’intégration de la paléopathologie et de la paléomicrobiologie au sein d’une même approche s’inscrit dans l’avenir de l’étude des contextes infectieux du passé. Les futurs développements de la paléoépidémiologie intégrative s’entrevoient dans une perspective résolument interdisciplinaire, visant à croiser davantage de méthodes et d’axes de recherche propres aux sciences biologiques aussi bien qu’aux sciences humaines et sociales. C’est ainsi que cette démarche pourra contribuer à améliorer notre compréhension des pathologies infectieuses et plus généralement des communautés de maladies qui se sont imposées aux populations du passé.

Thesis resume

Infectious paleoepidemiology is a field of study that has received little investment in recent years. However, the reconstruction of the infectious environments of ancient populations and the influence that infections had on their health status are cornerstones of our knowledge of past societies. This doctoral research aims to develop and implement a new approach to the study of infectious diseases in the past: integrative paleoepidemiology. Our purpose is to combine the classical macroscopic paleoepidemiological study of an osteoarchaeological collection with an exhaustive microbiological approach (PCR amplification, cloning and sequencing), on a "population" scale. This palaeomicrobiological approach constitutes a complementary study angle to the census of bone lesions due to infections, specific or non-specific, observable on anthropobiological remains. Thus, it makes it possible to estimate infectious prevalences closer to the epidemiological reality of our corpora, by revealing the proportion of "silent" infections present in the samples but which do not lead to the expression of bone stigmas. The combination of these two methods constitutes the so-called integrative paleoepidemiological approach, allowing the analysis of the prevalence of infectious diseases at the scale of archaeological sites and the evaluation of their distribution in ancient societies. The implementation of this approach for the study of four osteoarchaeological series from various chrono-geographical contexts has notably demonstrated its potential in the framework of research on infectious diseases in the past. The results obtained demonstrated the presence of numerous infections among the individuals studied, some of which remained unsuspected on the sole basis of classical paleopathological studies (syphilis, leprosy, tuberculosis, brucellosis, smallpox). Thanks to this integrative approach, we have thus enriched our knowledge of the pathocenosic contexts specific to each of our archaeological corpus. In addition to these results, this research work focused on discussing the strengths and weaknesses of this concept of integrative palaeoepidemiology as exhaustively as possible. Therefore, we examined the relevance of this approach concerning the inherent biases to paleopathology (osteological paradox, representativeness of skeletal samples, veracity of lesions), palaeomicrobiology (impact of methodology, DNA conservation, environmental contamination); as well as those generated by the association of these two modalities for obtaining infectious diagnoses and prevalences (statistical methodology and treatment, associated diagnostic potentials). Finally, given their obvious complementarity and the wealth of data they provide, the integration of paleopathology and palaeomicrobiology within a single approach is part of the future of the study of past infectious contexts. Forthcoming developments of integrative paleoepidemiology can be foreseen from a resolutely interdisciplinary perspective, aiming to cross-fertilize more methods and research axes belonging to the biological as well as the human and social sciences. In this light, this approach can improve our understanding of infectious pathologies and, more generally, communities of diseases that have imposed themselves on populations in the past.