Samir Méchaï

Fonction et biographie

Je suis épidémiologiste spécialisé dans l’étude des maladies infectieuses émergentes et l’évaluation des risques sanitaires en milieu rural. Mes travaux portent sur les interactions entre les changements climatiques, les écosystèmes, les vecteurs, les agents pathogènes et les populations humaines. 

Avant de me joindre au Centre Ruralités durables de l’INRS, j’ai travaillé comme chercheur scientifique au Laboratoire national de microbiologie de l’Agence de la santé publique du Canada (ASPC), au sein de la division du Modelling Hub. J’y ai contribué à plusieurs programmes nationaux de recherche et de surveillance des maladies vectorielles et zoonotiques, ainsi qu’à des projets en génomique, métagénomique, phylogénomique et évaluation des risques sanitaires émergents. 

Mes recherches visent à mieux comprendre les processus écologiques, évolutifs et environnementaux qui favorisent l’émergence, l’adaptation et la propagation des maladies infectieuses. En combinant l’épidémiologie, la génomique, l’entomologie, la bioinformatique et la modélisation, je cherche à améliorer l’évaluation des risques sanitaires, à soutenir la prise de décision en santé publique et à renforcer la résilience des territoires face aux menaces sanitaires émergentes.

Activités scientifiques

Mes activités de recherche visent à mieux comprendre les déterminants écologiques, environnementaux, évolutifs et climatiques qui influencent l’apparition, la transmission et la propagation des maladies infectieuses dans les territoires ruraux. 

Je m’intéresse particulièrement à l’histoire évolutive des agents pathogènes et aux mécanismes qui sous-tendent leur diversification, leur adaptation et leur dispersion au sein des populations humaines, animales et des écosystèmes. En retraçant leur origine, leurs trajectoires évolutives et leurs dynamiques de transmission, mes recherches contribuent à une meilleure compréhension des risques sanitaires émergents dans un contexte de changements environnementaux et climatiques. 

Mes travaux s’articulent autour de cinq axes complémentaires : 

• Épidémiologie des maladies vectorielles et zoonotiques ; 
• Génomique, métagénomique et phylogénomique des agents pathogènes ; 
• Histoire évolutive, diversification et adaptation des agents pathogènes ; 
• Modélisation spatiale et évaluation des risques sanitaires ; 
• Effets des changements climatiques sur la santé des populations rurales. 

Mes recherches reposent également sur le développement et l’application de nouvelles approches génomiques pour la surveillance et l’étude des maladies infectieuses émergentes. À travers des projets portant sur la surveillance des maladies transmises par les moustiques au Canada. J’explore le potentiel du métabarcodage et de la métagénomique pour caractériser simultanément les communautés de vecteurs et les agents pathogènes qu’elles transportent. Ces approches permettent notamment d’identifier les espèces de moustiques présentes dans des échantillons complexes, d’estimer leur abondance relative et d’améliorer notre capacité à détecter et caractériser les agents pathogènes d’intérêt pour la santé publique. Ces travaux sont réalisés en collaboration avec plusieurs partenaires fédéraux et universitaires, notamment l’Agence de la santé publique du Canada, l’Agence canadienne d’inspection des aliments, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Environnement et Changement climatique Canada, le Conseil national de recherches du Canada et l’Université Carleton (projets ECOBIOMICS et GRDI-7). 

Je m’intéresse également à l’organisation fonctionnelle et à l’évolution des génomes bactériens à travers des approches intégratives combinant génomique comparative, phylogénomique et biologie des réseaux. Mes travaux sur Borrelia burgdorferi, l’agent responsable de la maladie de Lyme, visent à comprendre comment les interactions entre les gènes, les protéines et les systèmes biologiques façonnent l’adaptation de ce pathogène à ses vecteurs et à ses hôtes, ainsi qu’à mieux caractériser son histoire évolutive et la structuration génétique de ses populations. En intégrant les réseaux d’interactions protéiques, l’architecture des domaines protéiques et les signatures évolutives, ces recherches permettent d’identifier les mécanismes associés à la diversification des souches, à l’adaptation aux hôtes et à l’émergence de nouveaux risques sanitaires. Ces travaux sont réalisés en collaboration avec l’Agence de la santé publique du Canada et le Laboratoire national de microbiologie, notamment dans le cadre de projets portant sur l’analyse du génome complet de Borrelia burgdorferi. 

Je m’intéresse également à l’écologie, à la diversité et au rôle sanitaire des communautés de mouches associées aux élevages animaux à travers des approches intégratives combinant l’entomologie, la génomique, la métagénomique et le concept One Health. Mes travaux visent notamment à mieux comprendre la composition des communautés de diptères présentes dans les élevages ovins, leur dynamique spatiotemporelle ainsi que leur rôle potentiel comme vecteurs ou sentinelles biologiques d’agents pathogènes d’importance vétérinaire et zoonotique. En intégrant les méthodes classiques d’identification, le barcoding ADN, le métabarcodage environnemental, la détection moléculaire ciblée et les approches métagénomiques, ces recherches permettent de caractériser simultanément les espèces de mouches, les microorganismes qu’elles transportent et les interactions entre les animaux, l’environnement et les agents infectieux. Cette approche contribue au développement de nouveaux outils de biosurveillance et à l’amélioration des stratégies durables de gestion des risques sanitaires dans les élevages. Ces travaux seront réalisés en collaboration avec le Centre d’expertise en production ovine du Québec (CEPOQ) et la Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Montréal. 

Ces différents axes de recherche s’inscrivent dans une approche intégrée de surveillance génomique et d’évaluation des risques visant à mieux comprendre les interactions entre les agents pathogènes, leurs vecteurs, leurs hôtes et l’environnement. 

J’utilise une approche multidisciplinaire combinant l’épidémiologie, la génomique, la métagénomique, l’entomologie appliquée, la bioinformatique, la phylogénomique et la modélisation statistique afin de comprendre comment les interactions entre les vecteurs, les hôtes, les agents pathogènes et leur environnement façonnent les risques sanitaires actuels et futurs. Mes recherches visent à générer les connaissances nécessaires pour anticiper les risques sanitaires émergents, soutenir la prise de décision et renforcer la résilience des territoires ruraux face aux changements environnementaux et climatiques.

Chaires, groupes et réseaux

Je développe mes activités de recherche au sein de réseaux interdisciplinaires réunissant des partenaires universitaires, gouvernementaux et internationaux. Ces collaborations me permettent d’aborder les maladies infectieuses émergentes sous l’angle de l’épidémiologie, de la génomique, de l’évolution des agents pathogènes et de l’évaluation des risques sanitaires dans un contexte de changements environnementaux et climatiques. 

Mes principaux réseaux et groupes de recherche incluent le Groupe de recherche en épidémiologie des zoonoses et santé publique (GREZOSP), le Pôle de recherche en épidémiologie des zoonoses et en santé publique (PRECRISA), le Canadian Food Animal Zoonotic Diseases Network (CFAZID) ainsi que la Modelling Hub Division de l’Agence de la santé publique du Canada, où j’ai exercé comme chercheur scientifique au Laboratoire national de microbiologie. 

Je collabore également avec plusieurs organismes fédéraux, notamment l’Agence de la santé publique du Canada, Environnement et Changement climatique Canada, le Conseil National de la recherche du Canada (NRC) et l’Agence canadienne d’inspection des aliments. À l’international, mes collaborations incluent le National Reference Centre for Borrelia et la Bavarian Health and Food Safety Authority (Allemagne), ainsi que le Milner Centre for Evolution de l’Université de Bath (Royaume-Uni). 

Mes travaux s’inscrivent dans des initiatives de recherche intégrant les approches One Health, la génomique et l’évolution des agents pathogènes, la surveillance des maladies vectorielles et l’évaluation des risques sanitaires émergents.

Publications et contributions scientifiques 

Mes travaux ont contribué à l’avancement des connaissances sur les maladies infectieuses émergentes, les maladies vectorielles et l’évolution des agents pathogènes. 

Parmi mes principales contributions scientifiques : 

• Caractérisation génomique à l’échelle du génome entier de Borrelia burgdorferi, l’agent responsable de la maladie de Lyme, permettant une meilleure compréhension de sa diversité génétique et de son histoire évolutive au Canada; 

• Développement et validation d’approches de métabarcodage pour l’identification des moustiques d’importance médicale et la surveillance des vecteurs; 

• Développement d’approches métagénomiques pour la détection et la caractérisation des agents pathogènes transmis par les moustiques; 

• Étude de la diversité génétique, de la structure des populations et de l’évolution des agents pathogènes transmis par les tiques; 

• Contribution à la production de ressources génomiques de référence et de données ouvertes pour la recherche en santé publique. 

Mes résultats ont été publiés dans des revues scientifiques internationales et ont contribué à améliorer notre compréhension de la diversité génétique, de l’histoire évolutive et de la répartition géographique des souches de la bactérie responsable de la maladie de Lyme. Ils ont également démontré le potentiel des approches génomiques et métagénomiques pour transformer la surveillance des vecteurs et des agents pathogènes, tout en fournissant de nouvelles connaissances sur les facteurs qui influencent l’émergence des risques sanitaires dans un contexte de changements environnementaux et climatiques. 

Publications marquantes 

1. Structurephylogéographiquede Borrelia burgdorferi au Canada 

Complex population structure of Borrelia burgdorferi in southeastern and south-central Canada as revealed by phylogeographic analysis (Applied and Environmental Microbiology, 2015) 

Ce travail a permis de caractériser la diversité génétique de Borrelia burgdorferi dans les régions du sud-est et du centre-sud du Canada à l’aide du MLST. Les analyses ont révélé une structure phylogéographique complexe de la bactérie et permis d’identifier plusieurs nouveaux types de séquences auparavant inconnus au Canada. Les résultats suggèrent que cette diversité est influencée par les processus écologiques associés aux hôtes réservoirs et à l’expansion géographique de la tique Ixodes scapularis. Cette publication a été mise en lumière par la revue comme contribution importante à la compréhension de l’émergence de la maladie de Lyme au Canada. 

2. Connectivité du paysage et dispersion de la maladie de Lyme

Evidence for an effect of landscape connectivity on Borrelia burgdorferi sensu stricto dispersion in a zone of range expansion (Ticks and Tick-Borne Diseases, 2018) 

Ce travail a démontré que la dispersion des souches de Borrelia burgdorferi est influencée par la connectivité du paysage et les caractéristiques écologiques locales. Les analyses ont permis de décrire le paysage génétique de la bactérie dans une région en expansion et d’établir un lien entre les patrons de diversité génétique et les processus écologiques qui façonnent son émergence. 

3. Génomique complète deBorrelia burgdorferi

Whole-genome sequencing of Canadian Borrelia burgdorferi isolates (Scientific Reports, 2018) 

Cette publication a produit les premiers génomes complets d’un vaste ensemble de souches canadiennes de Borrelia burgdorferi. Les résultats ont permis de confirmer et d’affiner les relations évolutives observées précédemment à l’aide du MLST, tout en fournissant une ressource génomique de référence pour l’étude de la maladie de Lyme au Canada. 

4. Paysage génétique de la maladie de Lyme au Canada (Scientific Reports, 2025)

En intégrant un grand nombre d’isolats et de données génomiques, ce travail a permis d’affiner notre compréhension de la structure génétique et de la distribution géographique des souches de Borrelia burgdorferi au Canada, fournissant une vision plus complète de la diversité génétique associée à l’émergence de la maladie de Lyme au pays. 

5. Métabarcodagedes moustiques et surveillance génomique 

Development and validation of a metabarcoding approach for mosquito identification from mixed samples (Journal of Medical Entomology, 2021) 

Cette publication a démontré qu’il est possible d’identifier avec précision les espèces de moustiques présentes dans un échantillon mixte tout en estimant leur abondance relative. Ces travaux ont posé les bases méthodologiques du projet GRDI-7 visant à développer des approches permettant d’identifier simultanément les espèces de moustiques et les agents pathogènes qu’ils transportent à partir d’un même échantillon. 

En : 

My research has contributed to advancing knowledge on emerging infectious diseases, vector-borne diseases, and pathogen evolution. 

Among my main scientific contributions are: 

• Whole-genome characterization of Borrelia burgdorferi, the bacterium responsible for Lyme disease, providing new insights into its genetic diversity and evolutionary history in Canada; 

• Development and validation of metabarcoding approaches for the identification of medically important mosquito species and vector surveillance; 

• Development of metagenomic approaches for the detection and characterization of mosquito-borne pathogens; 

• Investigation of the genetic diversity, population structure, and evolution of tick-borne pathogens; 

• Contribution to the generation of genomic reference resources and open-access datasets for public health research. 

My findings have been published in international peer-reviewed journals and have contributed to improving our understanding of the genetic diversity, evolutionary history, and geographic distribution of Borrelia burgdorferi strains associated with Lyme disease. They have also demonstrated the potential of genomic and metagenomic approaches to transform vector and pathogen surveillance while providing new insights into the factors that influence the emergence of health risks in the context of environmental and climate change. 

Selected Publications 

1. Phylogeographic Structure ofBorrelia burgdorferiin Canada 

Complex population structure of Borrelia burgdorferi in southeastern and south-central Canada as revealed by phylogeographic analysis (Applied and Environmental Microbiology, 2015) 

This study characterized the genetic diversity of Borrelia burgdorferi in southeastern and south-central Canada using multilocus sequence typing (MLST). The analyses revealed a complex phylogeographic structure and identified several novel sequence types previously unknown in Canada. The findings suggest that this diversity is shaped by ecological processes associated with reservoir hosts and the geographic expansion of the tick Ixodes scapularis. The study was highlighted by the journal as an important contribution to understanding the emergence of Lyme disease in Canada. 

2. Landscape Connectivity and the Spread of Lyme Disease

Evidence for an effect of landscape connectivity on Borrelia burgdorferi sensu stricto dispersion in a zone of range expansion (Ticks and Tick-Borne Diseases, 2018) 

This work demonstrated that the dispersal of Borrelia burgdorferi strains is influenced by landscape connectivity and local ecological conditions. The analyses described the genetic landscape of the bacterium in an emerging region and established links between patterns of genetic diversity and the ecological processes shaping its spread. 

3. Whole-Genome Sequencing ofBorrelia burgdorferi

Whole-genome sequencing of Canadian Borrelia burgdorferi isolates (Scientific Reports, 2018) 

This publication generated the first comprehensive collection of whole-genome sequences from Canadian Borrelia burgdorferi isolates. The results confirmed and refined evolutionary relationships previously identified through MLST analyses while providing a valuable genomic resource for Lyme disease research in Canada. 

4. Genetic Landscape of Lyme Disease in Canada(Scientific Reports,2025) 

By integrating a large collection of isolates and genomic data, this study refined our understanding of the genetic structure and geographic distribution of Borrelia burgdorferi strains across Canada, providing a more comprehensive view of the genetic diversity associated with Lyme disease emergence. 

5. Mosquito Metabarcoding and Genomic Surveillance

Development and validation of a metabarcoding approach for mosquito identification from mixed samples (Journal of Medical Entomology, 2021) 

This study demonstrated that mosquito species can be accurately identified from mixed samples while simultaneously estimating their relative abundance. The work laid the methodological foundation for the GRDI-7 project, which aims to develop integrated genomic approaches capable of simultaneously identifying mosquito species and detecting the pathogens they carry from a single mixed sample. 

Activités d’enseignement et service à la communauté scientifique

Je contribue activement à la formation de la relève scientifique par ma participation à l’évaluation et à l’encadrement d’étudiantes et étudiants aux cycles supérieurs et comme examinateur d’examen de synthèse de doctorat, membre de jury de soutenance de doctorat et président de jury de mémoire de maîtrise à l’Université de Montréal. 

Je contribue également à la communauté scientifique par l’évaluation par les pairs de manuscrits soumis à des revues internationales dans les domaines de l’épidémiologie, des maladies infectieuses, de la génomique et de la santé publique. 

Revues évaluées:

• Scientific Reports (Springer Nature)
• PLOS ONE
• Emerging Infectious Diseases (CDC)
• Frontiers in Bioscience-Scholar
• Bulletin of Entomological Research
• Parasites & Vectors
• Ticks and Tick-Borne Diseases
• IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine