La présente recherche avait pour but de révéler la diversité génétique qui existe au sein et entre différentes populations d’Afrique de l’Ouest du parasite épirhize Striga gesnerioides. Cette plante parasite plusieurs espèces appartenant à différentes familles de dicotylédones, dont le niébé (Vigna unguiculata), une légumineuse alimentaire constituant la majeure partie des protéines retrouvées dans la diète de plusieurs populations rurales des zones semi-arides d’Afrique de l’Ouest. Certains cultivars résistants ont déjà été identifiés et sont utilisés dans les programmes d’amélioration variétale. Il existe cependant plusieurs biotypes, ou races physiologiques, de S. gesnerioides, lesquels diffèrent quant à leur virulence. En utilisant trois types de marqueurs moléculaires différents, soit des marqueurs AFLP, ISSR et cpSSR, nous avons mis en évidence la quasi-absence de variabilité au sein des populations de Striga étudiées, ainsi que la très faible diversité qui existe entre les différentes populations du parasite. Nous n’avons pas non plus trouvé de marqueurs permettant de discriminer entre les races. Il semble exister une certaine structure dans la distribution géographique des populations, mais aucun groupe monophylétique n’a été obtenu sur une base « raciale », indiquant que la virulence ne joue pas encore un rôle dans leur différentiation. Quelques hypothèses ont été émises pour expliquer la faible diversité et l’absence de marqueur de races, dont le mode de reproduction autogame du parasite, ainsi qu’une origine probablement récente de la forme de Striga gesnerioides parasitant le niébé. / The goal of the present study was to reveal the genetic diversity within and among different West African populations of the root parasite Striga gesnerioides. This plant parasitizes many species from different dicotyledonous families, including cowpea (Vigna unguiculata), an important legume crop and the major dietary protein source for many people of the semi-arid regions of West Africa. Some resistant cowpea varieties have been identified and are used in breeding programs. However, based on host-parasite interactions in the field, various races of S. gesnerioides attacking cowpea have been identified. Using three different types of molecular markers, AFLP, ISSR and cpSSR, we showed that there is almost no genetic variability within populations. The variability between the populations was also extremely low and did not allow discrimination of the five races. A few populations were more closely related, and there was a certain geographical structure but no “racial” clustering could be seen, enhancing the fact that virulence is not yet involved in the genetic differentiation process. Possible causes of the extremely low level of genetic variability seen in S. gesnerioides are proposed including the autogamous mode of reproduction of the parasite and the hypothesis that the cowpea strain has only quite recently arisen.

L’induction de la tolérance orale est une des stratégies intéressantes pour prévenir les allergies alimentaires chez les enfants classés à risque. D’autre part, la composition de la microflore intestinale des enfants est un facteur important pour le développement de la tolérance. L’effet des bactéries probiotiques sur la tolérance orale a été très peu étudié et leurs mécanismes d’action sont mal documentés. Nous avons comparé l’effet de trois souches probiotiques sur l’induction et le maintien de la tolérance orale à la β-lactoglobuline chez la souris. Il a été observé que l’effet des probiotiques dépend de la souche utilisée et que la tolérance orale est bien induite et maintenue, aux niveaux humoral et cellulaire, en présence de Lactobacillus paracasei NCC2461. Les mécanismes d’action des probiotiques semblent être reliés à leur activité métabolique puisque des peptides issus de la β-lactoglobuline bovine, et libérés par L. paracasei ou Bifidobacterium lactis NCC362, modulent la réponse immune. Par contre, la stimulation de la voie de la cyclooxygénase-2 par les probiotiques n’a pas été observée, alors que l’implication de cette enzyme dans les mécanismes de la tolérance orale a clairement été démontrée. / Inducing oral tolerance to commonly allergenic food proteins is seen as a promising means to prevent food allergy in newborn population diagnosed as at risk of allergy. The intestinal microbiota has been shown to play a key role in oral tolerance development. Recently, a great interest has been focused on probiotic bacteria for their purported beneficial effects on human health but their effects on oral tolerance induction have been poorly investigated. The effect of three probiotic strains (Lactobacillus paracasei NCC2461, Lactobacillus johnsonii NCC533 and Bifidobacterium lactis NCC362) has been investigated and oral tolerance to bovine β-lactoglobulin (BLG) has been better induced and maintained in mice mono-colonized with L. paracasei. B. lactis and L. paracasei might induce oral tolerance through the hydrolysis of BLG and releasing of peptides with modified immunological properties. L. paracasei enzymes mainly hydrolyze acidic BLG-derived peptides and release smaller ones, which suppress splenocyte proliferation, down-regulate IFN-γ and IL-4 production and up-regulate IL-10 secretion. In contrast, hydrolysis of acidic BLG-derived peptides by B. lactis enzymes releases peptides, which stimulate splenocyte proliferation, IFN-γ and IL-10 production and down-regulate IL-4. Moreover, the residual allergenicity of released peptides is significantly reduced after B. lactis hydrolysis. These results suggest that L. paracasei and B. lactis might promote oral tolerance by activating different cellular mechanisms: L. paracasei stimulating the active suppression pathway, whereas B. lactis stimulating T helper type 1 lymphocytes downregulating T helper type 2 lymphocytes, implicated in allergy. On the other side, neither L. paracasei nor B. lactis was shown to stimulate the cyclooxygenase-2 pathway while its implication in oral tolerance induction has been clearly demonstrated.

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Les nucléotides cycliques possèdent un rôle indéniablement important dans les diverses facettes de la physiologie du follicule ovarien. Les nucléotides cycliques servent d’intermédiaires pour la transmission des signaux extracellulaires à l’intérieur de la cellule. Ces seconds messagers sont synthétisés à l’intérieur de la cellule suite à l’activation des récepteurs couplés à des cyclases. La durée et l’intensité de ces signaux sont non seulement modulées par la synthèse via les adénylyl et guanylyl cyclases, mais par l’action des membres de la famille des phosphodiestérases (PDE) qui inactivent les nucléotides cycliques en hydrolysant le lien phosphodiestère entre le groupement phosphate et la position 3’ du désoxyribose. Malgré le partage d’une fonction commune, les 11 types connus de PDE permettent d’obtenir une finesse de régulation des signaux externes par les variations spatio-temporelles du profil d’expression, par les modes de régulation de l’activité et par leur distribution intracellulaire. Ainsi, pour faire avancer notre compréhension de la modulation des signaux utilisant les nucléotides cycliques dans le follicule ovarien, la caractérisation des PDE dans le complexe ovocyte-cumulus dans un contexte de maturation in vitro (MIV) a été entreprise. Dans un premier temps, nous avons entrepris de caractériser la nature des PDE présentes dans l’ovocyte afin d’illustrer leur rôle de dégradation de l’adénosine monophosphate 3’5’-cyclique (AMPc) dans le déroulement de la maturation nucléaire. Tout d’abord, la presque totalité de l’activité de dégradation d’AMPc présente dans l’ovocyte a été attribuée à PDE3A, quoiqu’aucune variation n’ait été mesurée au cours de la MIV. L’utilisation d’un inhibiteur spécifique à la famille des PDE3 pendant la MIV nous a permis de définir une période se situant entre 15 à 21 heures de MIV où l’ovocyte s’engage irréversiblement dans sa maturation nucléaire. L’inhibition de PDE3 nous a également montré son implication dans le déroulement de la méiose stimulée par un inhibiteur de protéine phosphatase 1/2A. Ces résultats ont démontré le rôle fonctionnel de PDE3A dans la gestion de l’AMPc dans l’ovocyte porcin tout au long de sa MIV. Dans un deuxième temps, la caractérisation des PDE dans les cellules du cumulus pendant la MIV a été réalisée. Nos résultats démontrent que PDE3A subit une augmentation d’expression de l’ARNm et d’activité pendant les 10 premières heures de MIV, soit 5 heures avant l’engagement irréversible de l’ovocyte dans sa maturation nucléaire. De plus, cette augmentation d’expression est dépendante de la présence de choriogonadotrophines équines. L’augmentation a été reproduite par deux facteurs stimulant la production d’AMPc ; la forskoline, et la prostaglandine E2. Cette augmentation a été empêchée par un inhibiteur de la protéine kinase dépendante de l’AMPc (PKA). Ces résultats démontrent la présence d’une voie d’autorégulation de l’AMPc présente dans les cellules du cumulus pendant la MIV qui serait dépendante de la voie de signalisation de l’AMPc et de PKA. Dans un troisième temps, la communication intercellulaire entre les cellules du complexe ovocyte-cumulus (COC) pendant la MIV a été étudiée pour avancer notre compréhension de l’influence mutuelle que les deux types cellulaires exercent un sur l’autre. En outre, la communication intercellulaire utilisant les jonctions communicantes serait augmentée dans le COC par une augmentation d’expression de connexine 43 (Cx43) indépendante des gonadotrophines et stimulée par la rupture du contact entre le COC et les cellules de la granulosa murale. Après une période plateau de haute communication, il se produirait une coupure dramatique de la communication intercellulaire simultanément avec la maturation nucléaire de l’ovocyte. Cette coupure serait stimulée par les gonadotrophines et accompagnée par le recrutement de la Cx43 dans des microdomaines lipidiques de la membrane cellulaire. Dans un dernier temps, la dégradation de la guanosine monophosphate 3’5’-cyclique (GMPc) a été étudiée dans le COC pendant la MIV. Les résultats suggèrent la présence d’une PDE hydrolysant le GMPc sensible à Zaprinast et à Sildenafil, deux inhibiteurs spécifiques aux PDE de la famille 5 et 6. Cette activité est augmentée après 24 heures de maturation in vitro et demeure élevée jusqu’à 48 heures. En conclusion, nos études démontrent un profil d’expression de phosphodiestérases ainsi qu’une variation de la communication intercellulaire particulièrement intéressante dans le COC porcin. Ce portrait permet une avancée fondamentale dans notre vision de la gestion des nucléotides cycliques pendant la MIV. Le meilleur contrôle des niveaux de nucléotides cycliques pendant la MIV pourrait nous permettre d’améliorer les techniques de reproduction assistée en permettant un meilleur support de la maturation in vitro des ovocytes chez les espèces domestiques. / Cyclic nucleotides are of paramount importance in diverse aspects of the physiological functions of the ovarian follicle. These secondary messengers are the intracellular intermediates of extracellular signals transmitted by the central nervous system, other endocrine tissues and the ovary itself. The length and intensity of these signals are modulated by the members of the phosphodiesterases (PDE) family, that inactivate cyclic nucleotides by hydrolysing the phosphodiester bond linking the phosphate group to the 3’ position of the desoxyribose moiety. Although they share a common function, the 11 types of PDE are achieving the delicate interpretation of external signals by their spatio-temporal variations of their expression patterns, by their unique activity modulation mecanisms and unique intracellular targeting. To further understand the modulation of cyclic nucleotides-mediated signals in the ovarian follicle, the functional characterization of PDE in the cumulus-oocyte complex (COC) was carried out in a well defined in vitro maturation (IVM) system. First, the PDE expressed in the oocyte were characterized to illustrate their potential role in 3’5’ cyclic adenosine monophosphate (cAMP) degradation during IVM. Nearly all cAMP degradation activity present in the oocyte was attributed to PDE3A, although no variation was measured during IVM. By delaying PDE3-specific inhibitor addition to the media, an oocyte meiotic resumption commitment period was determined from 15 to 21 hours. It has also demonstrated that PDE3A could be implicated in protein phosphatase 1/2A inhibitor-stimulated meiosis progression. These results have allowed us to precise the role of PDE3A in modulating cAMP in porcine oocyte during IVM. However, the absence of PDE3A activity variation in the oocyte during IVM has led us to believe to an active participation of the cumulus cells in the modulation of cAMP in the period preceding oocyte meiotic resumption. Second, the characterization of PDE in cumulus cells during IVM was undertaken. Our results demonstrate that PDE3A undergoes an upregulation after the first 10 hours of IVM, which is 5 hours before oocyte meiotic resumption commitment. Moreover, this upregulation was dependant of pregnant mare serum gonadotropins. The upregulation was also mimicked by cAMP-stimulation agents forskolin and prostaglandin E2 and has been inhibited by a cAMP-dependant protein kinase (PKA). These results suggest the presence of an autoregulatory loop of cAMP in cumulus cells that is activated following the stimulation of the cAMP/PKA signalling pathway during IVM. Third, intercellular communication between the cells of the cumulus-oocyte complex (COC) during IVM was studied to improve our understanding of the influence that the two cell types exert on each other. Gap-junction-mediated intercellular communication is increased in the COC by a gonadotropins-independent connexin 43 (Cx43) upregulation that is triggered by the rupture between cumulus cells and mural granulosa cells. After a sustained high level of communication, it dramatically drops simultaneously with oocyte meiotic resumption between 18 and 22 hours. This communication breakdown is stimulated by gonadotropins and accompanied by Cx43 recruitment to membrane lipid raft microdomains Finally, the degradation activity of 3’5’ cyclic guanosine monophosphate (cGMP) was studied in the COC during IVM. Our results revealed that a cGMP-hydrolysing PDE is present in the COC and it is sensitive to zaprinast and sildenafil, two PDE5- and PDE6-specific inhibitors. This activity was increased after 24 hours of IVM and remained high up to 48 hours. In conclusion, our studies have demonstrated a PDE profile and intercellular communication variations in the COC that is unique to the pig. This portrait brings further the edge of our fundamental knowledge of cyclic nucleotides modulation and transit during IVM. A better control of cyclic nucleotides during IVM could allow the improvement of assisted reproduction technologies and their efficacy in domestic mammals.

Afin de stabiliser le microbiote intestinal et prévenir ou traiter les infections entériques, il est suggéré depuis des décennies d’utiliser certaines bactéries lactiques dites ‘probiotiques’. La consommation de ces bactéries, qui sont des composants normaux du microbiote intestinal, aurait des effets bénéfiques sur la santé. Cependant, leur éventuel rôle prophylactique ou thérapeutique n’a été que très peu étudié. Dans une première partie, cinq bifidobactéries probiotiques isolées de fèces de nouveaux-nés ont été sélectionnées et caractérisées. Parmi celles-ci, une souche de Bifidobacterium thermacidophilum (RBL71) démontrant une forte résistance aux conditions retrouvées dans le tractus intestinal, une forte adhésion aux cellules intestinales Caco-2 et une inhibition de l’adhésion d’Escherichia coli O157:H7 (50%) aux cellules Caco-2 a été administrée par voie orale à des souris BALB/c. Ce gavage probiotique avant infection à E. coli O157:H7 a diminué les comptes fécaux de ce pathogène ainsi que les dommages histologiques intestinaux comparativement au groupe témoin. Une plus forte production d’anticorps spécifiques anti-E. coli O157:H7 a également été détectée chez les souris recevant la souche probiotique. Dans une seconde partie, l’efficacité de trois autres souches de bifidobactéries a été vérifiée contre des entéropathogènes viraux. Une souche de B. thermophilum (RBL67) démontrant la plus forte inhibition de l’attachement du rotavirus (98%) aux cellules intestinales Caco-2 et HT-29 a été administrée par voie orale à des souris néonatales CD-1 infectées par un rotavirus. La concentration de virus dans le contenu intestinal était significativement moins élevée à 48 heures post-infection chez le groupe recevant des probiotiques avant infection par rapport au groupe témoin. De plus, la durée de la diarrhée a été plus courte et une production d’anticorps spécifiques anti-rotavirus a été détectée chez les souris recevant des probiotiques avant l’infection. Ces résultats suggèrent que la souche RBL67 pourrait avoir un impact positif sur l’évolution des infections causées par des pathogènes viraux invasifs tel que rotavirus et que la souche RBL71 pourrait ainsi jouer un rôle dans la prévention ou le traitement d’infections entériques aux pathogènes bactériens non invasifs tel que E. coli O157:H7. Dans ces deux cas, l’inhibition de l’adhésion du pathogène serait le mécanisme d’action le plus probable. Cette démonstration de l’activité de ces nouvelles souches de bifidobactéries d’origine humaine contre E. coli O157:H7 et rotavirus, en interférant sur le mécanisme d’infection de ces entéropathogènes, soutient leur utilisation potentielle chez l’humain pour prévenir les infections entériques transmises par voie orale. / For decades, the use of certain lactic acid bacteria as so-called probiotics has been suggested in order to stabilize the intestinal microbiota and thus prevent or treat enteric infections. Consumption of these bacteria, which are normal components of human intestinal microbiota, is reputed to be beneficial to health. However, their possible role as therapeutic or prophylactic agents has been studied very little. Five probiotic bifidobacteria isolated from the feces of newborn infants were first selected and characterized. Among these, a strain of Bifidobacterium thermacidophilum (called RBL71) demonstrating strong resistance to the conditions prevailing in the digestive tract, strong adhesion to Caco-2 intestinal cells and inhibition of the adhesion of Escherichia coli O157:H7 (50%) to Caco-2 cells was administered via the oral route to BALB/c mice. Mice thus treated before challenge had reduced fecal counts of E. coli O157:H7 and less intestinal histological damage than the control group. Greater production of O157:H7-specific antibody was detected in mice receiving the probiotic. In a second study, the effectiveness of three other strains of bifidobacteria against viral enteropathogens was examined. A strain of B. thermophilum (called RBL67) demonstrating the strongest inhibition (98%) of rotavirus attachment to Caco-2 and HT-29 intestinal cells was administered via the oral route to neonatal CD-1 mice infected with rotavirus. The viral concentration of the intestinal contents 48 hours after infection was significantly lower in the probiotic-treated group than in the control group. In addition, the diarrhea was of shorter duration and rotavirus-specific antibody production was detected in the mice receiving the probiotic before infection. These results suggest that strain RBL67 has a positive impact on the evolution of infections by invasive viral pathogens such as rotavirus and that strain RBL71 could thus have a role to play in the prevention or treatment of enteric infections by non-invasive bacterial pathogens such as E. coli O157:H7. In both cases, inhibition of adhesion of the pathogen seems to be a plausible mechanism of action. This demonstration of the activities of these new bifidobacterial strains of human origin against E. coli O157:H7 and rotavirus suggests their potential for interfering with the mechanism of infection of enteropathogens and supports their use in humans as possible agents for preventing enteric infections transmitted by the oral route.

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