Résumé : Le Campylobacter est la première cause de gastro-entérites bactériennes dans les pays industrialisés. La grande majorité des cas sont des infections sporadiques dont la source est rarement identifiée. Le Campylobacter fait partie de la flore intestinale normale d’une large diversité d’animaux et peut également se retrouver dans l’eau. Le but de mon projet de recherche était d’étudier l’épidémiologie clinique et moléculaire des infections à Campylobacter en Estrie afin de déterminer les principales sources d’infections sporadiques et de comparer les génotypes des isolats de Campylobacter selon les différentes niches écologiques. Nous avons déterminé le profil de sensibilité aux antibiotiques d’isolats de différentes sources. Nous avons observé un haut taux de résistance à l’érythromycine et à la tétracycline et un faible taux de résistance à la ciprofloxacine chez les isolats de poulet, pouvant refléter l’utilisation de ces antibiotiques dans cet élevage. Le fait que le taux de résistance à l’érythromycine parmi les isolats humains soit significativement moins élevé que chez les isolats de poulet suggérait l’importance d’autres sources de Campylobacter chez l’humain. Afin de déterminer quelle méthode de typage moléculaire serait la mieux adaptée pour notre devis de recherche, nous avons comparé quatre méthodes (AFLP, MLST, typage du gène fla et EGCP). Seul le MLST a pu attribuer des isolats humains à des niches écologiques particulières comme le poulet, le lait cru et l’eau. Afin d’optimiser la technique de MLST, nous avons développé un système complémentaire basé sur le HRM, qui est beaucoup plus rapide et moins coûteux que le MLST. Nous avons démontré que le HRM a le potentiel de complémenter les méthodes d’analyses basées sur du séquençage pour l’étude des mutations ponctuelles et de faciliter une vaste gamme d’études basées sur des méthodes génotypiques, telle la détection de mutations ponctuelles qui confèrent de la résistance aux antibiotiques. Nous avons entrepris par la suite une étude cas-cas et un vaste projet d’isolement et de caractérisation moléculaire de souches de Campylobacter en Estrie, afin de véritablement cerner les mécanismes de transmission de la bactérie et de comparer les sources d’infections sporadiques chez les cas acquis en régions rurales vs urbaines. Nous avons confirmé que le poulet était responsable de la majorité des cas de campylobactérioses. Cependant, nos résultats suggèrent que la saisonnalité ainsi que le gradient urbain-rural de la campylobactériose sont dus à l’exposition aux souches bovines, particulièrement chez le groupe d’âge des 15-34 ans via l’exposition professionnelle. Par la détermination des sources d’infections, nous avons établi des pistes d’interventions utilisables par les autorités de santé publique, afin de diminuer l’incidence de la campylobactériose au Québec. / Abstract : Campylobacteriosis is the leading notifiable enteric disease in industrialised countries. It colonizes a wide range of animal which in turn spread the disease. The majority of campylobacteriosis cases are sporadic infections for which the source is rarely apparent. The main goal of my research project is to determine contamination sources of Campylobacter in the Eastern Townships, to identify the sources and routes of transmission and to establish the main sources of sporadic infections. We determined antimicrobial susceptibility profiles of Campylobacter isolates in order to predict which bacterial population will be resistant, caused by antimicrobial selective pressure administered to the host. High levels of resistance of chicken isolates to erythromycin and tetracycline, and low levels of resistance to ciprofloxacin reflect the use of the former antibiotics in animal husbandry. The fact that the erythromycin and tetracycline resistance levels were significantly lower among human isolates suggests that other transmission sources are important for human infection. In order to determine which molecular typing method will be the most relevant for our research design, we compared four typing methods (AFLP, MLST,/7a typing and PFGE). Only MLST has the potential to link isolates to a particular ecological niche, such as chicken, raw milk and water. In order to optimize MLST, we developed a complementary system based on HRM. We demonstrated that HRM has the potential to complement the analysis methods based on sequencing for SNP and facilitate a wide range of studies based on genotypic methods. We have subsequently undertaken a major project of isolation and molecular characterization of Campylobacter in the Eastern Townships, in order to truly understand the mechanisms of transmission of the bacteria and determine the source of sporadic cases. We confirmed that chicken was responsible for the majority of cases of campylobacteriosis. However, we have shown that the urban-rural gradient of campylobacteriosis in the Eastern Townships could be explained by exposure to bovine, especially for the 15-34 year old age group through occupational exposure. By the identification of infection sources, we proposed courses of action that could be used by public health authorities to reduce the incidence of campylobacteriosis in Quebec.

Les répétitions en tandem sont constituées de successions de motifs d'ADN. Ces structures présentes dans tous les organismes, procaryotes comme eucaryotes, ont des applications dans de nombreux domaines. Depuis quelques années seulement, les répétitions en tandem sont étudiées chez les bactéries. Le polymorphisme associé à ces séquences peut être utilisé pour le génotypage de bactéries pathogènes, permettant une identification précise au niveau de la souche. Le polymorphisme des séquences répétées est de deux types : polymorphisme de longueur et mutations internes aux motifs. Les génomes des deux bactéries pathogènes responsables d'infections nosocomiales, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa, ont été étudiés dans le but d'identifier des séquences répétées polymorphes. Un ensemble de marqueurs polymorphes a été validé expérimentalement pour ces deux espèces permettant un typage dit MLVA (pour « Multiple Locus VNTR Analysis »). Le travail plus classique de typage par la taille de la répétition a été complété par un travail de séquençage de certains allèles. Les résultats obtenus montrent comment le typage « MLVA » complété si nécessaire par le séquençage d'allèles, pourraient constituer de nouvelles méthodes peu coûteuses participant au contrôle des infections bactériennes.

La chlamydiose génitale est une infection transmise sexuellement causée par la bactérie intracellulaire obligatoire Chlamydia trachomatis. Avec une incidence en constante augmentation depuis 1997, la chlamydiose génitale représente aujourd’hui la maladie à déclaration obligatoire la plus rapportée au Canada et correspond à 80% de l'ensemble des ITS diagnostiquées. Par contre, environ 15% des patients traités pour la chlamydiose génitale sont toujours infectés après la fin du traitement. Au-delà des réinfections possibles à la suite de contacts sexuels non-protégés avec un partenaire infecté, nous avons émis l’hypothèse que des causes bactériennes puissent être responsables des cas d'échec de traitement et d'infection persistante. Les travaux de recherches présentés dans ce mémoire ont donc eu pour objectifs de déterminer si la résistance à l’azithromycine, la charge bactérienne de l’infection ou un génotype particulier de la bactérie, pourraient être associés aux cas d'échec de traitement et d’infection persistante. Pour ce faire, une étude rétrospective de type cas-témoins composée de 204 patients ayant eu deux épisodes de chlamydiose génitale ou plus entre 2002 et 2012 (506 spécimens cliniques analysés au total) a été mise sur pied. En se servant de Campylobacter jejuni comme organisme modèle, il a été possible de développer une nouvelle méthode de détection moléculaire des mutations ponctuelles basée sur la PCR en temps réel, que nous avons nommée TaqTm Probing. Cette méthode a par la suite été exploitée pour chercher des mutations pouvant conférer une résistance à l’azithromycine chez C. trachomatis. Toujours par PCR en temps réel, une méthode d’évaluation semi-quantitative de la charge bactérienne des spécimens cliniques a aussi été mise au point et les spécimens ont été caractérisés par le typage de la protéine majeur de la membrane externe. Aucun cas de résistance n'a été observé, ni d’ailleurs de lien entre la charge bactérienne et l’évolution de l'infection vers un état de persistance ou d'échec de traitement. Par contre, il s'est avéré qu'une infection par le génotype E était significativement associée aux cas d'échec de traitement et d'infection persistante et augmentait le risque de survenue. Il sera important d'identifier subséquemment les mécanismes moléculaires impliqués.

La cryptosporidiose est une infection du tube digestif, causée par un protozoaire du genre Cryptosporidium, à l'origine de diarrhées néonatales chez les jeunes ruminants. Cette affection revêt une importance en santé publique et en santé animale, ces deux aspects étant liés par l’existence d'espèces zoonotiques, la principale étant C. parvum. Les données sur l'épidémiologie moléculaire de Cryptosporidium spp chez les ruminants abondent au niveau international mais sont limitées pour la France. Ce travail a confirmé la forte prévalence et les forts niveaux d'excrétion en oocystes de Cryptosporidium chez les jeunes ruminants. L'espèce C. parvum a été identifiée aussi bien chez les veaux, les chevreaux que chez les agneaux. A l'inverse, les espèces C. xiaoi (chez le jeune) et C. ubiquitum (adultes en gestation) n'ont été retrouvées que chez les caprins et les espèces C. bovis et C. ryanae uniquement chez les veaux.Deux espèces zoonotiques ont été identifiées, C. ubiquitum et C. parvum. Tous les sous-types de C. parvum identifiés appartiennent à la famille zoonotique IIa. Le sous-type IIaA15G2R1 a été majoritairement retrouvé quelle que soit l'espèce hôte. Cette observation confirme ce qui a été observé dans d'autres pays à savoir le rôle de réservoir des jeunes ruminants dans la transmission d'isolats de C. parvum à l'homme. Enfin, ce travail a mis en évidence la complexité de l'épidémiologie de l'infection par Cryptosporidium spp avec une évolution de la prévalence et du niveau d'excrétion ainsi que de la distribution des espèces et sous-types de C. parvum d'une année sur l'autre au sein d'un même élevage. / Cryptosporidiosis is an infection of the digestive tract due to protozoa of the genus Cryptosporidium, which cause neonatal diarrhoea in young ruminants. This infection has a real significance in public and animal health; in fact, both of these aspects are bound by the existence of zoonotic species including C. parvum, the predominant species. Molecular epidemiology data on Cryptosporidium spp are very numerous over the world; however, little information has been published in France.This work confirmed the high prevalence and high level of excretion of Cryptosporidium oocysts in young ruminants. C. parvum species was identified in calves, goat kids and also in lambs. By contrast, the two species, C. xiaoi (goat kids) and C. ubiquitum (pregnant goats) were only found in goats whereas C. bovis and C. ryanae were observed only in calves.Two zoonotic species have been identified: C. ubiquitum and C. parvum. All C. parvum subtypes belongs to the IIa zoonotic family. IIaA15G2R1 subtype was mainly found in all ruminants' species. This observation confirms the potential role of young ruminants in transmission of zoonotic isolates of C. parvum to humans which has already been observed in previous studies over the world. Finally, this work highlighted the complexity of the epidemiology of Cryptosporidium spp infection, in particular the evolution in the prevalence and level of excretion and in the distribution of Cryptosporidium spp species or C. parvum subtypes according to the year of sampling in the same livestock.

Anaplasma phagocytophilum est une alpha-protéobactérie, parasite intracellulaire stricte, à localisation intra-granulocytaire et principalement vectorisée par des tiques du genre Ixodes. Elle est notamment l'agent de l'anaplasmose granulocytaire bovine, ou Tick-borne fever, une maladie provoquant d'importantes pertes économiques chez les bovins en Europe. Cette bactérie, peut également infecter un large spectre d'hôtes, tels que des ruminants sauvages ou des rongeurs. Cependant, l'épidémiologie de l'infection par A. phagocytophilum est encore mal connue. Le(s) réservoir(s) des souches de ruminants domestiques en Europe n'est/ne sont notamment pas identifié(s) à l'heure actuelle. Il est donc nécessaire d'approfondir nos connaissances dans ce domaine, notamment afin de lutter plus efficacement contre l'atteinte des bovins. L'objectif de cette thèse était de caractériser la diversité génétique des variants d'A. phagocytophilum circulant chez les ruminants en France. Pour cela, nous avons, dans un premier temps, étudié la circulation des souches d'A. phagocytophilum au sein des ruminants sauvages et domestiques en développant et en utilisant une technique MLVA (Multiple-Locus Variable-number tandem repeat Analysis). Cela nous a permis de suspecter fortement l'existence d'au moins deux cycles épidémiologiques impliquant des variants d'A. phagocytophilum présents chez les ruminants en France. Le premier pourrait impliquer le cerf comme espèce réservoir et les ruminants domestiques (entre autres) comme espèces sensibles, alors que le second impliquerait le chevreuil comme réservoir, sans impact significatif chez les bovins. Dans un deuxième temps, après avoir développé une technique de séquence capture pour A. phagocytophilum, nous avons séquencé et caractérisé le premier génome de cette bactérie issu d'un bovin. La comparaison de ce génome aux neuf autres génomes actuellement disponibles a permis d'identifier quatre protéines uniquement présentes chez la souche bovine, et neuf uniquement chez les deux souches de ruminants domestiques étudiés, ce qui amène à envisager leur implication potentielle dans le tropisme d'hôte de ces souches / Anaplasma phagocytophilum is an obligate intracellular alpha-proteobacterium mainly transmitted by Ixodes ticks. In domestic ruminants, it is the causative agent of tick-borne fever, which causes significant economic losses in Europe. It also infects a large range of hosts, including wild ruminants and rodents. The epidemiology of A. phagocytophilum is not yet fully understood. For example, the reservoir host(s) for European domestic ruminant strains has/have not been identified to date, which doesn't facilitate control of cattle infection. Our objective was to explore the genetic diversity of A. phagocytophilum obtained from ruminants in France. For this purpose, we first studied the circulation of this pathogen in domestic and wild ruminants, using a new MLVA technique. Our results potentially reveal the existence of at least two different epidemiological transmission cycles of A. phagocytophilum. The first cycle may involve red deer as reservoir hosts, and possibly domestic ruminants, as either accidental or longer-term hosts, whereas the second might involve roe deer. In a second study, we have sequenced and characterized the genome of A. phagocytophilum obtained from a cow. Following comparison with nine available genomes, we identified four genes specific to the A. phagocytophilum bovine genome, and nine common to both genomes from domestic ruminants (i.e. a cow and a sheep). These genes could be involved in host tropism of ruminant strains

La tuberculose est une maladie ancienne et ré-émergente qui constitue un véritable problème de santé publique dans le monde. L’émergence de la tuberculose à souches de M. tuberculosis multirésistantes et ultrarésistantes aux antituberculeux en plus de la pandémie du VIH/Sida, représentent un défi majeur dans la lutte contre la tuberculose pour son contrôle et son élimination. Ce contrôle de la tuberculose nécessite des mesures en santé publique et au niveau de l’individu. Ces mesures concernent la disponibilité et l’accessibilité à des tests de diagnostic rapides, des traitements efficaces et des outils de surveillance et de contrôle.Nos travaux concernent la recherche, le développement et la validation de méthodes moléculaires multiplexées, souvent basées sur le polymorphisme des loci CRISPR (Clustered Regularly Interspersed Palindromic Repeats). Elles sont rapides, à haut débit, moins onéreuses et applicables pour la santé publique (transmission de la tuberculose sensible et multirésistante, évaluation des programmes nationaux de tuberculose) mais aussi pour un meilleur diagnostic dans l’intérêt du patient (antibiogramme moléculaire, identification infra-spécifique). C’est ainsi que nous avons développé et validé le spoligoriftyping (méthode de génotypage combiné à la détection moléculaire de la résistance de M. tuberculosis à la rifampicine), le “TB-SPRINT” (Spoligoriftyping plus la détection moléculaire de la résistance à l’isoniazide) et le sous-typage de M. africanum. Ces différentes méthodes, aux performances (sensibilité/spécificité) satisfaisantes (99/100% pour le spoligoriftyping, 95/100% en moyenne pour le “TB-SPRINT”) ont servi à des études d’épidémiologie moléculaire dans des pays comme le Pakistan, le Nigéria et le Brésil. D’autres travaux en cours portent sur le génotypage basé sur les CRISPR d’autres espèces (Salmonella enterica, Legionella pneumophila) et sur des études de génomique comparative. Nos tests, utilisés en routine, replacent le laboratoire au cœur de la lutte anti-tuberculeuse et permettront d’importantes avancées en Santé Publique et Microbiologie médicale et environnementale. / Tuberculosis (TB) remains a major public health concern worldwide despite all the efforts to fight this disease. The emergence of multi drug and extensively drug resistant TB and the pandemic of HIV/AIDS constitute major threats and challenge for the TB control and eradication. TB control requires measures in public health and in individual level as accessibility to tests for early diagnostic, effective treatment and tools for tuberculosis surveillance and control.The goals of this work were research, development and validation of new molecular multiplexed methods based on polymorphism of the CRISPR (Clustered Regularly Interspersed Palindromic Repeats) loci and single nucleotides polymorphisms. These methods are rapid, high throughput, cheap and can be applied both for public health purposes (transmission of susceptible and multi-drug resistant tuberculosis, evaluation of national TB programs) as for interest of TB patient (drug resistance testing, infra-specific identification). Thus we developed spoligoriftyping and “TB-SPRINT” tests that allow genotyping and rifampicin or rifampicin and isoniazide resistance detection. Another test was developed for subtyping of M. africanum. All these methods had high performances (sensitivity/specificity), 99/100% for the spoligoriftyping and about 95/100% for the “TB-SPRINT” and were applied for molecular epidemiology studies of countries as Nigeria, Brazil and Pakistan. Other ongoing work and developments of genotyping methods are the spoligotyping of L. pneumophila and S. enterica and comparative genomics projects.Used in routine, our methods may play key roles in TB control and would allow important advances in Public Health, in medical and environmental Microbiology.

Les entérovirus (EV) sont des Picornavirus (virus nus à génome ARN positif), caractérisés par une grande diversité génétique et antigénique (116 types classés en 4 espèces taxonomiques EV-A à D) et une évolution rapide. Les infections humaines sont très fréquentes, hautement contagieuses à partir des selles et épidémiques. La plupart des infections sont asymptomatiques ou bénignes ; elles peuvent être graves voire mortelles, en particulier chez les jeunes enfants. La poliomyélite, modèle d’infection à EV, est en voie d’éradication grâce aux programmes de vaccination et de surveillance sous l’égide de l’OMS. La détection de poliovirus sauvages dans des pays déclarés exempts de polio depuis plusieurs années et l’émergence récente de plusieurs EV non poliomyélitiques (EV-A71, EV-D68) associés à des manifestations cliniques sévères dans plusieurs régions du monde montrent l’importance de surveiller la circulation des EV dans la population humaine. Le but de la thèse était de rechercher et caractériser les EV dans les eaux usées de l’agglomération de Clermont-Ferrand et de comparer les données à celles de la surveillance clinique pour avoir une image plus complète de la circulation virale dans la population générale. Une méthode de concentration virale à partir des eaux usées prélevées en entrée (eaux usées brutes) et sortie (eaux usées traitées) de station d’épuration a été mise au point, permettant la détection moléculaire des EV et de 6 autres virus entériques humains. La présence de génomes viraux a été détectée dans tous les échantillons d’octobre 2014 à octobre 2015, avec une médiane de 6 virus différents en entrée de station et de 4 virus en sortie. L’analyse phylogénétique des séquences d’EV et des virus des hépatites A et E présents dans les eaux usées et les prélèvements cliniques des patients hospitalisés au CHU de Clermont-Ferrand pendant la même période, a validé l’approche mise en place pour surveiller la circulation communautaire d’un virus entérique. La diversité des EV présents dans les eaux usées brutes a été analysée par séquençage d’amplicons avec une technique haut débit Illumina (metabarcoding). Les résultats montrent la présence d’une grande diversité d’EV et la circulation silencieuse de 25 types (notamment 9 EV-C, dont des séquences de poliovirus 1 vaccinal) dans la population générale. L’analyse phylogénétique des variants intra-typiques a mis en évidence plusieurs profils épidémiques parmi les principaux types ayant circulé pendant la période d’étude. Les données obtenues montrent la faisabilité et la sensibilité de la stratégie développée pour détecter et caractériser les EV présents dans les eaux usées. Ils permettent de discuter la place de la surveillance environnementale dans la surveillance des infections à EV non polio (études épidémiologiques, prévention des épidémies, alertes sanitaires). Surveiller conjointement les virus entériques dans l’environnement et chez les patients permet une meilleure compréhension de leur prévalence. Cette approche globale de la circulation virale et de l’écologie de la santé représente un engagement important de la part des laboratoires et nécessitera une intégration dans des réseaux structurés de collaboration nationales et internationales dépassant la seule surveillance des EV. / Enterovirus (EV) are Picornaviruses (non-enveloped, positive-sense RNA viruses), characterized by a large genetic and antigenic diversity (116 types classified within 4 taxonomic species EV-A to D) and rapid evolution. Human infections are frequent, highly contagious from stools and occur as outbreaks. The infections are mainly asymptomatic or benign but severe or fatal cases can be reported in young children. Poliomyelitis is the model EV infection. Combined with clinical and virological surveillance, mass vaccination is closer than ever to achieve the WHO program of the Global Polio Eradication Initiative. However, the detection of wild type polioviruses in polio-free countries and the recent worldwide emergence of non-polio enteroviruses (EV-A71, EV-D68) associated with severe clinical manifestations underscore the importance of surveilling EV circulation in the general population. The aim of the PhD thesis was the detection and identification of EV strains in wastewater treated in the sewage treatment plant at Clermont-Ferrand (France). The viral data were compared with those reported through clinical surveillance to obtain a comprehensive picture of the viral circulation in the local population. A method was developed to concentrate viruses from raw and treated wastewater and molecular assays were used to detect EVs and 6 other human enteric viruses. The viral genomes were detected in all samples from October 2014 to October 2015, with a median of 6 and 4 different viruses in raw and treated wastewater respectively. Phylogenetic analysis of viral sequences (EV, hepatitis A and E viruses) determined in wastewater and reported in patients during the sampling period, showed the efficiency of the method for surveilling enteric viruses in the community. The EV diversity in raw wastewater was analyzed by sequencing of amplicons with the Illumina high throughput technology (metabarcoding). The analysis revealed a large viral diversity and the silent circulation of 25 types not detected from hospital data (in particular 9 EV-C, of which sequences of vaccine poliovirus 1). The phylogenetic analyses of intra-typic variants showed different epidemic patterns in the predominant EV types circulating over the study period. The data demonstrate the feasibility and sensitivity of the strategy developed for the detection and characterization of EV in wastewater and provide a future prospect for the implementation of environmental surveillance of non-polio EV infections in epidemiological studies, epidemic prevention, and for health alert. Combining the surveillance of enteric viruses in the environment and in the clinical setting allows a better understanding of their prevalence. This global approach of virus circulation and ecological health represents an important investment for laboratories, which will require integration in national and international collaboration networks beyond the scope of enterovirus surveillance.

La résistance bactérienne aux antibiotiques est devenue un problème majeur de santé publique impliquant des actions de surveillance et de lutte contre sa diffusion. L’épidémiologie de la résistance aux antibiotiques au sein des pathogènes cliniques est indispensable notamment à la prise en charge thérapeutique. Cependant, elle est également pertinente au sein des bactéries animales et environnementales afin d’en apprécier l’ampleur et d’en appréhender la diffusion. Alors que de nombreux travaux ont été conduits sur le microbiote des animaux de compagnie, les études portant sur la faune sauvage restent rares. Or, il apparaît opportun de l’intégrer dans l’étude de la dynamique des bactéries antibiorésistantes afin d’apprécier son rôle épidémiologique dans leur dissémination et d’évaluer les risques zoonotiques qui en découlent.Sur la base de notre revue de la littérature, nous avons mis en évidence un lien étroit existant entre les activités humaines et la présence de bactéries antibiorésistantes dans la faune sauvage. Ceci nous a conduits à discuter de l’existence probable de voies d’échanges entre le compartiment humain et animal.Sur la base d’une étude ayant démontré la présence dans le sud de la France d’un réservoir aviaire d’Escherichia coli producteurs de béta-lactamases à spectre élargi, nous avons exploré le microbiote cloacal de deux espèces de goélands, différentes par leurs niches écologiques et leur mode d’alimentation, en tant que réservoir potentiel de bactéries multirésistantes aux antibiotiques.Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la présence de Proteus mirabilis producteurs d'AmpC acquises dans le microbiote des goélands au cours des deux années d’étude. Ces isolats étaient producteurs de céphalosporinases de type CMY-2 dont le support génétique était un élément intégratif et conjugatif (ICE) de la famille SXT/R391-like. Deux souches cliniques humaines avaient les mêmes enzymes, supports et fond génétiques que des souches aviaires. Ceci permet de supposer que ces goélands constituent un réservoir de P. mirabilis porteurs du gène blaCMY-2, et que les structures de type ICE SXT/R391-like joueraient un rôle important dans la dissémination et la persistance de ce gène de résistance.Nous avons également isolé des souches d’Escherichia coli productrices de carbapénèmases acquises, qui constituent actuellement l'une des menaces les plus préoccupantes pour la santé publique en termes d'antibiorésistance. Ces souches proviennent uniquement de goélands leucophées et sont porteuses du gène blaVIM-1. L’analyse de leur patrimoine génétique montre qu’elles sont liées à des souches humaines sensibles. Nous n’avons en effet pas isolé de souches humaines productrices de carbapénèmases de type VIM dans le même temps. Cette découverte pose la question d’un réservoir aviaire potentiel et d’une menace de diffusion.Lors du screening nous avons identifié une souche de Vibrio cholerae non-O1/non-O139 résistante aux carbapénèmes et provenant d’un goéland leucophée. Elle possédait des gènes blaVIM-1 et blaVIM-4 qui faisaient partie d’un integron de classe 1, situé sur un plasmide IncA/C. Il s’agit de la première description d’une souche de V. cholerae productrice de ce type de carbapénèmases. Ce travail démontre la complexité de la circulation de l’antibiorésistance au sein du microbiote étudié. Il ouvre de nombreuses perspectives d’un point de vue épidémiologique mais également fondamental sur les mécanismes et les supports génétique de cette antibiorésistance. En effet, il illustre bien les apports importants des outils d’épidémiologie moléculaire dans la surveillance de l’émergence et la compréhension de la dynamique de transmission et de diffusion des bactéries multirésistantes dans la faune sauvage. / Bacterial resistance has become a major public health problem leading to a strengthening of spread surveillance and control. The epidemiology of antimicrobial resistance (AMR) in clinical pathogens is essential for therapeutic management. It is also relevant in animal and environmental bacteria to determine and understand AMR existence and diffusion. While much work has been done on the microbiota of companion animals, studies involving wildlife are scarce. It is essential to consider wildlife when studying AMR dynamics to assess its epidemiological role in AMR spread and understand the zoonotic risk which ensues from it.With our literature review, we highlight the close link between human activities and the presence of AMR in wildlife. It led us to discuss the pathways between the human and animal compartments.A previous study reported the presence of an avian reservoir of extended spectrum beta-lactamases-producing Escherichia coli in the South of France. Based on this finding, we explored the microbiota of two gull species, differentiated by their ecological niches and diet, as a potential reservoir of AMR.First, we investigated the presence of acquired AmpC-producing Proteus mirabilis in the gulls’ microbiota over two years. The isolates produced CMY-2 cephalosporinases with the genetic support of an integrative and conjugative element (ICE) which belongs to the SXT/R391-like family. Two human strains had the same enzymes, genetic support and genetic background as the avian isolates. This suggests that these gulls may act as a reservoir of blaCMY-2-carrying P. mirabilis, and the SXT/R391-like ICEs may play an important role in this gene’s dissemination and persistence.We also isolated acquired carbapenemases-producing E. coli, which is currently one of the most serious AMR threats to public health. These strains, which carried the blaVIM-1 gene, were recovered from yellow-legged gulls. The phylogenetic analyses showed that the gulls are significantly linked with human susceptible isolates. However, VIM carbapenemase producing-human isolate was not isolated in the same time period. This discovery raises the question of a potential avian reservoir and the threat of diffusion.During the screening, we identified a carbapenem resistant non-O1/non-O139 Vibrio cholerae strain, recovered from a yellow-legged gull. It carried both blaVIM-1 and blaVIM-4 genes which were part of a class 1 integron structure located in an IncA/C plasmid. This is the first description of a V. cholera strain producing this type of carbapenemase.This work demonstrates the complexity of the AMR circulation in the microbiota studied. It opens many perspectives from an epidemiological and fundamental point of view on the mechanisms and genetic supports of AMR. It further illustrates the contribution of molecular epidemiology tools in the understanding of the dynamics of transmission and diffusion and the surveillance of the emergence of AMR in wildlife.

Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire obligatoire potentiellement capable d’infecter tous les animaux homéothermes. L’Amérique du Sud, et plus particulièrement le Brésil occupe une place particulière dans l’épidémiologie de ce parasite cosmopolite en raison d’une part de formes cliniques sévères observées chez l’Homme et d’autre part d’une diversité génétique du parasite, sans équivalent jusqu’à présent sur d’autres continents. L’Etat de Rio de Janeiro présente des environnements très contrastés allant d’une ville capitale comportant différents degrés d’urbanisation à des zones isolées de haute altitude, habitat d’une faune très riche.Nous avons cherché à étudier l’influence de facteurs anthropiques et physiques sur l’épidémiologie du parasite dans différents environnements de l’Etat de Rio de Janeiro. Pour cela, nous avons d’une part étudié la séroprévalence chez les chats dans deux environnements avec différents degrés d’urbanisation de la ville de Rio, d’autre part mené des études d’épidémiologie moléculaire à l’aide de prélèvements sur des animaux de la ville de Rio, d’un parc national situé dans les zones de hautes altitudes et des zones rurales avoisinantes.L’étude de séroprévalence chez les chats dans la ville de Rio a permis de montrer l’intérêt de l’utilisation des prélèvements sur papier-filtre pour la réalisation de la technique de Modified-Agglutination-Test (MAT). Elle a révélé une différence significative de prévalence entre les chats errants du quartier résidentiel privé (4/107- 3,74%) et ceux du refuge municipal (32/265-12,08%). La densité des animaux et d’autres facteurs écologiques peuvent expliquer cette différence.La détection d’ADN toxoplasmique a été positive chez 8/16 chats de la ville de Rio, 14/18 animaux domestiques et 23/33 animaux sauvages de la zone d’amortissement du parc, 31/38 petits rongeurs ou marsupiaux piégés dans les zones de haute altitude. La détection a été positive sur les tissus de 3 félidés sauvages de la zone d’amortissement et sur les fèces d’un Puma yagouaroundi retrouvées dans le parc témoignant du rôle de ces félidés sauvages dans la contamination du sol aussi bien en zone préservée que dans les zones rurales proches du parc.Le génotypage par 15 marqueurs microsatellites a été possible pour 6 échantillons (dont une souche viable). Il a révélé une grande diversité génétique, mais aussi la présence aussi bien dans le parc qu’au centre-ville de Rio de souches appartenant aux lignées brésiliennes majeures BRII et BRIII. / Toxoplasma gondii is a protozoan parasite, potentially infecting all warm-blooded animals. In South America, and especially in Brazil, this cosmopolitan parasite presents some peculiarities due to an exceptional genetic diversity and the existence of severe clinical forms in Human, probably linked to the genetic background of some strains. In Brazil, the state of Rio de Janeiro presents highly contrasted environments from the city of Rio de Janeiro with different degrees of urbanizaton to isolated “sky islands”, hosting a rich and endemic fauna.We looked for physical and anthropic factors that may have an impact on the epidemiology of T. gondii in different environments of the state of Rio de Janeiro. We performed a seroprevalence study in cat populations living in 2 districts of Rio de Janeiro city with different degrees of urbanization, and molecular epidemiology studies on tissues of animals collected in Rio city, in a National Park characterized by “sky islands” and in intermediate and rural areas surrounding this park..The seroprevalence study on cats in Rio de Janeiro city allowed to show the value of blood sampling on filter-paper for performing the Modified-Agglutination-Test (MAT) for antibody detection in cats. There was a significant difference between seroprevalence observed in stray-cats from a residential district area with a relatively well-preserved natural environment (4/107- 3.74%) and in cats from a downtown public shelter (32/265-12.08%). Cat population density and other ecological factors may be involved in these differences.T. gondii DNA was detected in tissues of 8/16 cats from Rio city, 14/18 domestic and 23/33 wild animals in the area surrounding the park, and 31/38 small rodents or marsupials captured inside the National Park. DNA detection was positive in 3 tissues from wild felids found in the intermediate area surrounding the park and in feces from a Puma yagouaroundi found inside the park. This showed the role of wild felids in soil contamination in both environments.Genetic characterization using 15 microsatellite markers was successful for 6 samples, including one live strain (full genotyping for 5, and incomplete genotyping for one sample). This small sampling of strains was characterized by a large genetic diversity and revealed the presence of the main brazilian lineages, BRII and BRIII in isolated sky islands as well as in the city center of Rio de Janeiro.

Cette thèse est dédiée aux développements méthodologiques et applications de la métabolomique par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) à très hauts champs. La première partie de ce manuscrit est dédiée à une présentation générale de la métabolomique par RMN. Nous décrivons ensuite les résultats obtenus concernant l’introduction d’une technique à dimensionnalité réduite pour la caractérisation des mélanges complexes, dénommée spectroscopie RMN par projections ciblées. La seconde partie de ce manuscrit décrit les résultats de trois études métabolomiques portant sur des populations humaines. La première analyse démontre que les échantillons de sérum collectés dans le cadre de la cohorte européenne prospective internationale EPIC sont appropriés pour une étude métabolomique. Les deux études suivantes recherchent une signature métabolique dans le sérum du cancer du sein métastatique et une signature plasmatique potentielle pour différentes pathologies hépatiques comme le carcinome hépatocellulaire. La troisième partie de cette thèse est dédiée à l’étude d’organismes modèles. La première étude caractérise les différences métaboliques systémiques entre quatre souches de rats couramment utilisées comme contrôles en génétique. Dans la seconde analyse, nous étudions les effets du vieillissement physiologique chez Caenorhabditis elegans (C. elegans), observons que le processus de restriction alimentaire tamponne les modifications métaboliques associées au vieillissement et que des perturbations du métabolisme de la phosphocholine corrèlent avec l’espérance de vie. La troisième étude caractérise des modifications métaboliques importantes chez un mutant de C. elegans, pour le gène ahr-1, suggérant un rôle dans le développement et le vieillissement. Enfin, nous étudions les effets au niveau métabolique de l’interaction entre la protéine endogène E4F1 et la protéine virale HBx dans des cellules hépatiques infectées par le virus de l’hépatite B. / This thesis is dedicated to developments and applications of metabolomics, exploiting high field NMR spectroscopy. The first part is dedicated to a general presentation of metabolomics. We also report results about the introduction of reduced dimensionality techniques for the characterization of complex mixtures, coined targeted projection NMR spectroscopy. The second part of this manuscript reports results about three different metabolomic studies carried out in human populations. The first analysis demonstrates the suitability for metabolomics of serum samples collected in the framework of the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) study. The second study investigates a serum metabolic signature of metastatic breast cancer. The last analysis establishes potential plasma metabolic signatures for different liver pathologies, like hepatocellular carcinoma. The third part of this thesis is dedicated to the characterization of various model organisms. The first study presents a characterization of plasma and urine metabolic differences between four rat strains commonly used as controls in genetic studies. In the second study, we investigate the effects of physiological aging in Caenorhabditis elegans (C. elegans) and observe that dietary restriction buffers metabolic changes associated with aging. We further identify that perturbations in phosphocholine metabolism correlate with life expectancy. The third analysis of this part characterizes the ahr-1 C. elegans mutant, showing strong metabolic changes in ahr-1 mutants, which suggest an involvement in development and aging processes. We finally investigate in the last study the effects at the metabolic level of the interaction between an endogenous protein E4F1 and a viral protein HBx in liver cells infected by hepatitis B virus.