Après trois pandémies majeures responsables de millions de morts, la peste n'a pas encore disparu. Cette maladie est causée par la bactérie Yersinia pestis, dont les mécanismes de virulence sont encore mal compris. Le suivi d'infection de la peste bubonique chez la souris, méthode classique pour étudier le processus infectieux, requiert beaucoup d'animaux et de temps pour obtenir des résultats significatifs. L'imagerie in vivo et en temps réel par bioluminescence permet de suivre la progression du pathogène au cours du processus infectieux en observant les animaux de façon non invasive. Nous avons transformé la souche virulente CO92 avec le plasmide pEm7-luxCDABE et confirmé la production de bioluminescence in vitro et in vivo. Nous avons pu quantifier la charge bactérienne dans plusieurs organes colonisés sans sacrifier l'animal et établir le schéma de progression de la bactérie au cours de la maladie. Après formation d'un foyer infectieux au site d'injection, la colonisation du ganglion lymphatique inguinal drainant ce site a été observée. Nous avons démontré que la bactérie suit un trajet direct du ganglion lymphatique inguinal au ganglion lymphatique axillaire. L'étape suivante est la colonisation des organes filtrant le sang, puis survient la septicémie dans les phases terminales de la mort. Nous avons établi que la forte variabilité dans le processus infectieux était due au temps pendant lequel la bactérie était contenue au site d'injection. À partir du moment où les ganglions lymphatiques sont colonisés, la cinétique de progression est à la fois régulière et rapide ; la septicémie survient dans les deux jours, suivie de près par la mort.

La peste est une maladie qui n'a jamais disparu et réémerge même dans certains pays, dont Madagascar. Les recherches consacrées à sa forme bubonique se sont d'abord concentrées sur l'identification des agents hôtes et vecteurs, rongeurs et puces, impliqués dans le cycle épidémiologique, de leur dépendance à l'égard des facteurs environnementaux et des processus de transmission du bacille. Ces facteurs et mécanismes opérant au niveau individuel sont désormais mieux connus, grâce aux acquis des études observationnelles et expérimentales. Un enjeu actuel des recherches concerne l'analyse des processus endémo-épidémiques d'expression de la peste, dans les populations d'hôtes et de vecteurs. Dans ce sens, les modèles mathématiques compartimentaux traditionnels échouent à prendre en compte l'effet, potentiellement décisif sur le devenir de l'infection, du caractère localisé et contingent de la transmission, lié à la distribution hétérogène et changeante des puces et rongeurs. Il est donc important de considérer l'hétérogénéité individuelle et le contexte géographique dans lequel la maladie se développe pour préciser le risque épidémiologique au niveau local et chercher à éviter les cas humains. L'objet de notre recherche est de montrer l'apport d'une démarche de modélisation individu-centrée s'inscrivant dans le paradigme de la complexité, intégrant les connaissances au niveau individuel et fondée sur un formalisme multi-agents, pour étudier localement les processus endémo-épidémiques de la peste bubonique. Le modèle, appliqué au foyer malgache, nous permet d'évaluer l'effet de l'abondance et de la distribution des rats et des puces sur le devenir de l'infection.