Le virus chikungunya (CHIKV), transmis par les moustiques Aedes aegypti et Aedes albopictus, constitue un problème majeur de santé publique. Depuis 2004, des épidémies de CHIKV ont été rapportées en Afrique, en Asie, dans les îles de l'Océan Indien, et en Europe. Seule l'Amérique semblait épargnée malgré la présence de fortes densités de moustiques vecteurs et de multiples importations du virus dans le continent par des voyageurs de retour de pays où le virus circulait. Nous avons abordé dans cette thèse le risque d'émergence du CHIKV en Amérique à partir d'une évaluation de la compétence vectorielle de 35 populations d'Ae. aegypti et Ae. albopictus locaux avec différentes souches de CHIKV. Ces populations sont compétentes vis-à-vis du CHIKV avec un rôle des glandes salivaires comme "filtre" de la transmission. De plus, le génotypage des Ae. albopictus d'Amérique par microsatellites a permis d'identifier un cluster génétique de populations se caractérisant par une faible transmission des souches de CHIKV de génotype Est-Centre-Sud-africain. En octobre 2013, des souches asiatiques de CHIKV ont été signalées dans la Caraïbe. Nous avons alors évalué la réceptivité de 11 populations d'Ae. aegypti et Ae. albopictus d'Amérique vis-à-vis de CHIKV de génotype asiatique et avons mis en évidence que les deux espèces étaient compétents pour assurer la diffusion du virus sur le continent. On note aussi qu'Ae. albopictus peut faciliter la propagation du CHIKV vers l'Europe. Néanmoins, la compétence vectorielle d'Ae. albopictus de France vis-à-vis de CHIKV asiatique est affectée négativement par des températures plus basses que celles habituellement observées dans les pays tropicaux. / Chikungunya virus (CHIKV), transmitted mainly by the mosquitoes Aedes aegypti and Aedes albopictus, is a major public health problem. Since 2004, CHIKV epidemics have been reported in Africa, Asia, the Indian Ocean Islands, and Europe. Only the Americas seemed spared despite high densities of mosquitoes and multiple introductions of the virus to the continent by travelers returning from countries where CHIKV was circulating. We have assessed the risk of CHIKV emergence in the Americas by evaluating the vector competence of 35 local populations of Ae. aegypti and Ae. albopictus infected with different strains of CHIKV. These populations were shown to be susceptible to CHIKV infection, highlighting the predominant role of salivary glands as a "filter" of transmission. Genotyping of Ae. albopictus from the Americas using microsatellites allowed the identification of a genetic cluster of populations characterized by a low transmission of CHIKV strains of the East-Central-South-African genotype. In October 2013, Asian strains of CHIKV began circulating in the Caribbean. Thus, we evaluated the susceptibility of 11 populations of Ae. aegypti and Ae. albopictus to the Asian CHIKV genotype and showed that the two species were sufficiently competent to ensure dissemination of the virus throughout the continent. Furthermore, we showed that Ae. albopictus was likely to facilitate the spread of CHIKV to Europe. However, the vector competence of French Ae. albopictus to the Asian CHIKV genotype was negatively affected by temperatures lower than those usually found in tropical countries.

Les moustiques An. coluzzii sont des vecteurs du paludisme humain en Afrique sub- saharienne (Fontenille et al., 2003). Ils s’infectent après une prise de repas de sang chez un l’hôte humain porteur de gamétocytes. Les études sur la résistance/sensibilité d’An. coluzzii au parasite P. falciparum définissent sa compétence vectorielle (Ndiath et al., 2011 ; Fryxell et al., 2012 ; Gnémé et al., 2013 ; Boissière et al., 2013). La compétence vectorielle d’An. coluzzii au parasite P. falciparum est déterminée par des gènes pro/antiparasitaires, dont TEP1 qui montre un polymorphisme à l’origine de la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis de P. berghei, parasite de rongeur (Baxter et al., 2007 ; Blandin et al., 2009). Dans nos travaux nous montrons que TEP1 est un facteur antiparasitaire majeur dans la réponse contre P. falciparum, mais n’explique pas seul la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis du parasite. D’autres facteurs génétiques pro/antiparasitaires non encore déterminés seraient impliqués dans la compétence vectorielle chez les moustiques An. coluzzii. Pour identifier les gènes pro/antiparasitaires impliqués dans les interactions An. coluzzii – P. falciparum, et étudier l’effet de leur polymorphisme sur la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis du parasite, nous avons réalisé sur le terrain, à Mfou au Cameroun, des infections expérimentales avec des isolats naturels de P. falciparum chez les moustiques L3-5, S1low et S1high sélectionnés pour leur résistance/sensibilité à P. berghei. Les moustiques Ngousso sont utilisés ici comme contrôle de l’infectivité des parasites. / Anopheles coluzzii mosquitoes are vectors of human malaria in sub-Saharan Africa. Still, even within a vector species, the ability of mosquitoes to carry malaria parasites varies extensively between individuals, with some mosquitoes that eliminate all parasites, and are therefore unable to transmit the disease. Polymorphism in the complement-like protein TEP1 was shown to contribute to determine mosquito susceptibility to the murine malaria parasite P. berghei (Blandin et al., 2009) as well as to the human malaria parasite P. falciparum (White et al., 2010). Still, we demonstrated that TEP1 alone could not fully explain mosquito resistance and we set up to identify additional genetic factors that determine mosquito vector competence in the Ngousso line that was recently colonised in Cameroon and whose phenotype range varies extensively when exposed to P. berghei infection. To be independent from variations in the TEP1 locus, we first selected a parental line homozygous for a single TEP1 allele, TEP1*S1, that was previously linked to mosquito susceptibility. We then created isofemale families and selected them according to their phenotype upon infection with the murine malaria parasite P. berghei over several generations to create two lines carrying either many (S1high) or few (S1low) parasites. To identify the regions of the genomes that are linked to this phenotypic difference, we performed crosses and QTL mapping. To test whether the phenotypic difference selected upon P. berghei infections was conserved for P. falciparum, we subjected our two lines to blood meals infected with natural isolates of the human parasite collected in Cameroon. Results of the selection process and field infections will be presented.

La lutte anti-vectorielle est l’un des volets le plus important de l’entomologie médicale et nécessite une identification précise des vecteurs. Cette dernière décennie, la technique du MALDI-TOF MS a prouvé son potentiel comme outil rapide et efficace pour l'identification des arthropodes hématophages adultes. Dès lorsNous nous sommes intéressés à la mise au point d’un protocole d’identification des stades aquatiques de moustique par MALDI-TOF MS d’une part. D’autre part la détection d’un pathogène dans un arthropode n’implique pas forcement sa capacité à transmettre. L’incrimination d’un arthropode comme vecteur respecte certaines règles allant de la suspicion à la démonstration de sa compétence vectorielle au laboratoire. Afin de mieux comprendre l’épidémiologie de R. felis nous avons d’abord participé à une investigation conduite à l’Ile de la Réunion, en testant des puces, les seuls vecteurs biologiques connus jusqu’à présent. Ensuite Nous avons démontré le rôle potentiel des moustiques en particulier d’Anopheles gambiae à transmettre Rickettsia felis. Enfin nous avons utilisé le MALDI-TOF MS pour la détermination du statut infectieux d’Anopheles gambiae à R. felis. Nous proposons également un cycle probable de transmission de R. felis à l’homme incluant les psoques et les moustiques. / Vector control is one of the most important aspects of medical entomology and requires accurate identification of vectors. Within the past decade, the MALDI-TOF MS technique has proven its potential as a fast and effective tool for identification of adult blood-sucking arthropods. From then on we were interested in the development of an identification protocol of aquatic stages of mosquitoes by MALDI-TOF MS. On the other hand, the detection of a pathogen in an arthropod does not necessarily mean its ability to transmit. Incrimination of an arthropod as vector follows certain rules ranging from suspicion to demonstrate its vector competence in the laboratory. To better understand the epidemiology of R. felis we first participated in an investigation conducted in Reunion, testing fleas, the only biological vectors known to date. We demonstrated the potential role of the mosquito particularly Anopheles gambiae, in the transmission of R. felis. Finally, we used the MALDI-TOF MS for the determination of the Anopheles gambiae infection status to R. felis. We also offer a probable transmission cycle of R. felis to man including psocids and mosquitoes.

Le Virus du Nil Occidental (VNO) et le Virus de la Fièvre de la Vallée du Rift (VFVR) sont deux arbovirus transmis par le moustique Culex pipiens comprenant deux biotypes: pipiens et molestus. Au cours de ce projet, nous avons évalué la circulation du VNO au Liban dans des populations de moustiques, des humains, des chevaux et des poulets. Nous avons aussi évalué la compétence vectorielle des populations locales de Cx. pipiens à transmettre le VNO et le VFVR.Des moustiques ont été récoltés et testés pour la présence d’un gène spécifique du VNO. En plus, des sérums humains, de chevaux et de poulets ont été analysés pour rechercher des anticorps spécifiques par ELISA puis confirmés par neutralisation. En outre, des spécimens de Cx. pipiens ont été infectés avec la lignée 1 du VNO ou la souche de VFVR Clone 13. Ensuite, les taux d’infection, de dissémination et de transmission ont été déterminés à différents jours après infection des moustiques. La compétence vectorielle a été comparée entre les différents biotypes.Les résultats entomologiques ont révélé que Cx. pipiens est dominant (87.2%). Tous les moustiques analysés étaient négatifs pour le VNO. Les taux de séroprévalence étaient de 1.01% et 1.98% parmi les humains et les chevaux respectivement. De plus, Cx. pipiens s’est révélé bien plus compétent pour transmettre le VNO que le VFVR. Le biotype molestus est capable de transmettre le VNO plus tôt que celui de pipiens. Cette étude présente des preuves sur une faible circulation du VNO au Liban. Cx. pipiens s’est révélé compétent pour assurer cette transmission. Ainsi, il est essentiel d'établir des programmes de surveillance pour prévenir les éventuelles épidémies. / West Nile virus (WNV) and Rift Valley Fever virus (RVFV) are two emerging arboviruses that have never been reported in Lebanon. They can be transmitted by Culex pipiens mosquito species including two biotypes: pipiens and molestus. During this project, we assessed the circulation of WNV among mosquitoes, human, horse and chicken populations in Lebanon. Moreover, we evaluated, under experimental conditions, the capacity of local Cx. pipiens biotypes to transmit both viruses.Adult mosquitoes were collected, identified and tested to detect WNV RNA. Besides, human, horse and chicken blood samples were collected and screened for WNV antibodies using an in-house ELISA and then confirmed by neutralization assay. Moreover, local Cx. pipiens specimens were experimentally infected with WNV lineage 1 or RVFV Clone 13 strain. The viral infection, dissemination and transmission were then estimated at different days post infection.The vector competence was compared between Cx. pipiens biotypes.Entomological results revealed that 87.2% of collected adult mosquitoes were Cx. pipiens. Screened mosquitoes were negative for WNV. Seroprevalence rates were 1.01% and 1.98% among humans and horses respectively. Besides, local Cx. pipiens were highly competent for WNV transmission and to a lesser extent to RVFV. The molestus biotype was able to transmit WNV earlier than pipiens biotype.The present study provides new evidence of a low circulation of WNV among human and horses in Lebanon. Cx. pipiens is the suspected vector and is experimentally competent to ensure transmission. Therefore, there is a need to establish surveillance program to predict and prevent potential outbreaks.

Depuis la fin du 19ème siècle, les épidémies dues aux arbovirus constituent un problème de santé publique majeur en Nouvelle-Calédonie et dans la région Pacifique. Ces cinq dernières années, la fréquence des épidémies de dengue a augmenté et l’introduction des virus du chikungunya et du Zika (ZIKAV) a démontré que cette région du monde pouvait être un hot spot d’émergence des arboviroses. Ces trois virus sont transmis par des moustiques du genre Aedes dont le principal vecteur de la région Pacifique est Aedes aegypti. Mis à part des données sur l’épidémiologie de la dengue dans la région, peu d’informations étaient alors disponibles sur les vecteurs ou sur leurs capacités à transmettre les arbovirus. Or ces données sont cruciales pour mieux comprendre l’incidence particulière de ces épidémies dans la région.Dans ce travail de thèse, nous avons tout d’abord caractérisé génétiquement le vecteur Ae. aegypti de la région Pacifique et montré une différence génétique modérée de ce vecteur à l’échelle régionale. Nous avons ensuite, pour la première fois, évalué la compétence vectorielle d’Ae. aegypti pour les virus de la dengue 1 (DENV-1) et du ZIKAV. Les résultats obtenus montrent une faible transmission du DENV-1 et des taux de transmission hétérogènes du ZIKAV en fonction des différentes lignées virales.Les interactions entre le génotype du vecteur et le génotype viral semblent donc revêtir une importance particulière dans notre contexte. Les résultats obtenus au cours de ce travail doctoral devraient permettre une meilleure évaluation du risque de survenue d’une épidémie d’arbovirose en Nouvelle-Calédonie. / Since the end of the 19th century, epidemics due to arboviruses have been a major public health problem in New Caledonia and the Pacific region. Over the past five years, the incidence of dengue epidemics has increased and the introduction of the chikungunya and Zika viruses (ZIKAV) has demonstrated that this region of the world is to be considered as a hot spot for the emergence of arboviruses. These three viruses are transmitted by mosquitoes of the genus Aedes, whose main vector in the Pacific region is Aedes aegypti. With the exception of some data concerning the dengue virus epidemiology in the region, little was known about vectors or on their ability to transmit arboviruses. These data are crucial to increase our knowledge about the specific appearance of these epidemics in the region.During my PhD, I first genetically characterized the vector Ae. aegypti from the Pacific region and demonstrated a moderate but significant genetic differentiation. We were also the first to evaluate Ae. aegypti vector competence for dengue virus 1 (DENV-1) and for different ZIKAV strains. The results have shown a low transmission efficiency for DENV-1 and heterogeneous results for the ZIKAV transmission, these differences were linked to the ZIKAV genetic lineage.The interactions between the vector genotype and the viral genotype seem to be particularly important in our context. The results obtained during this PhD work should allow a better assessment of the risk of an arbovirus outbreak in New Caledonia as well as the development of prevention strategies.

La peste porcine africaine (PPA) est une maladie hémorragique contagieuse dévastatrice pour l’élevage porcin pour laquelle aucun traitement ni vaccin ne sont disponibles. Cette infection est due à un virus à ADN, unique membre de la famille des Asfarviridae, qui se transmet directement entre suidés ou via un vecteur, la tique du genre Ornithodoros. Le rôle de ces tiques dans le cycle épidémiologique de la PPA consiste principalement à maintenir le virus dans les populations de suidés sauvages en Afrique. Elles ont aussi été identifiées à l’origine de certains cas de résurgence de la maladie dans des bâtiments d’élevage porcin, notamment dans la péninsule ibérique, lors des années 1970-80. La PPA, éradiquée fin des années 1980 en Europe (à l’exception de la Sardaigne), a été de nouveau introduite en 2007 d’abord en Géorgie pour progresser jusqu’à atteindre l’Est de l’Union Européenne. La question de la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et des déterminants qui influencent cette compétence est posée dans l’évaluation des risques d’endémisation et/ou de dispersion de la maladie en Europe et ailleurs. Le premier chapitre de cette thèse vise à caractériser la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et faire ressortir les patrons généraux qui la qualifient. Pour cela, a été réalisée une revue systématique des études ayant testé la compétence vectorielle d’une ou plusieurs espèces de tiques pour une ou plusieurs souches virales de PPA durant ces 50 dernières années. Au final, il en ressort une forte variabilité de résultats selon les couples tique-virus. En outre, il semble difficile de comparer ces résultats et d’établir des « profils types » du fait de l’évaluation partielle de la compétence vectorielle pour de nombreux couples tique-virus et de la diversité des méthodologies utilisées pour tester et mesurer la compétence. Pour autant chaque modalité d’étude révèle une partie des mécanismes et des adaptations auxquels sont soumis les couples tique–virus et suggère l’effet de certains déterminants dont deux sont traités dans les deux autres chapitres de la thèse. Le second chapitre de la thèse traite de l’adaptation tique-virus, par l’étude expérimentale de l’infection des tiques O. erraticus, O. porcinus et O. moubata à l’aide de deux souches de génotype II du virus de la PPA, et par un essai de transmission du virus des tiques aux porcs. Des souches du génotype II ont été choisies car ce génotype circule actuellement en Europe et risque d’infecter les tiques européennes O. erraticus s’il se propage jusqu’en péninsule ibérique. Alors qu’O. erraticus est capable de s’infecter et de transmettre différentes souches virales du génotype I, sa compétence à transmettre la souche Georgia2007/1 (génotype II) n’a pour l’instant pas été démontrée. Toutefois, nos études suggèrent que les résultats de compétence dépendent aussi des conditions d’expérimentation telles que la nature des colonies de tiques utilisées ou encore le titre viral utilisé pour infecter les tiques. Le dernier chapitre de la thèse porte sur l’effet de la salive de tique sur l’étape de transmission du virus de la PPA par la tique au porc. Durant le repas de sang, la salive est un élément essentiel qui va permettre l’accroche et le gorgement durable de la tique sur son hôte, avec des propriétés immuno-modulatrices importantes agissant directement sur l’hôte. Ainsi a été réalisée une étude expérimentale in vivo faisant intervenir la tique O. porcinus et le virus Ambat02 (génotype II) et testant l’effet local et systémique chez le porc d’un extrait de glandes salivaires de tique co-inoculé ou non avec le virus de la PPA, versus la piqûre naturelle de tiques non infectées. Les résultats de cette expérience nous montrent que la salive de tique est capable de moduler au niveau local le recrutement de cellules immunitaires dans la peau du porc et potentiellement influencer l’infection locale chez le porc. / African swine fever (ASF) is a contagious hemorrhagic disease with disastrous financial consequences for pig industry, as no vaccine or treatment exists. This infection is caused by a DNA virus, only member of the Asfarviridae family that can be directly transmitted between swine or by a non-compulsory vector, the Ornithodoros tick. Ornithodoros ticks play a role in the persistence of the disease within wild and domestic suids in Africa. They were also involved in resurgences of outbreaks in some pig farms in the Iberian Peninsula in 1970-1980. ASF, eradicated in Europe at the end of the 1980’s except in Sardinia, was reintroduced in Georgia in 2007 then spread towards the Eastern European Union. The question of the tick vector competence for ASF virus (ASFV) and its related determinants is of importance in the risk assessment of endemisation/spread of the disease in Europe or elsewhere.The first chapter of this thesis aims to characterize Ornithodoros tick vector competence for ASFV and to highlight a common pattern to qualify it. For this purpose, a systematic review of the studies carried out on the vector competence of one or more tick species for one or more ASFV, was performed on the last 50 years publications. A high variability of the results obtained for different couples “tick-virus” was highlighted. As most of the papers describe partial evaluation of the vector competence and because of the high number of methods used to perform these assessments, it was definitively very difficult to compare these results, and to propose common patterns. However, each of these studies revealed a part of the mechanisms that participated to the adaptation in the couple “tick-virus”, and suggested the importance of different determinants, out of them, two were experimentally assessed as described in the two other chapters.The second chapter of this thesis describes the adaptation “tick-virus” through the experimental infection of three different ticks, O. erraticus, O. porcinus and O. moubata by two ASFV strains belonging to the genotype II. O erraticus’s competence is known for ASFV strains belonging to the genotype I but has never demonstrated the ASFV Georgia 2007/1 strain (genotype II) and currently circulating in Europe. However, the experiments we performed, suggest that many experimental conditions could influence the results obtained on vector competence as the tick colony or the virus dose used for the tick infection.The third chapter describes the effect of the tick saliva on the ASFV transmission from the tick to the pig. Tick saliva contains important immunomodulatory molecules that interfere with the pig immune system permitting complete engorgement of the tick on its host. The host-vector and pathogen interactions were studied through an in vivo experimentation involving pig, O porcinus tick and ASFV Ambat02 strain (genotype II). The local and systemic effects on the pig immune responses were assessed with the ASFV alone or combined with tick gland extract, versus a healthy tick bite. Data analysis highlighted the tick saliva role on skin immune cell recruitment and its potential effect on local infection.

Le paludisme demeure un problème de santé majeur en Afrique subsaharienne. Le nombre limité d'antipaludiques, l’apparition de résistances et l’absence d’un vaccin efficace, font de la lutte anti-vectorielle (LAV) la principale stratégie préventive de cette maladie. Les méthodes actuelles de LAV visant à limiter ou à interrompre le développement du parasite chez le moustique vecteur, il est donc nécessaire d’améliorer notre compréhension des interactions entre le vecteur Anopheles, son environnement et le parasite Plasmodium. A Madagascar, Anopheles gambiae s.l. et Anopheles funestus sont les vecteurs majeurs de Plasmodium falciparum et de Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, espèce endémique, peut également être un vecteur important. Dans ce contexte, l’objectif premier de ma thèse a été d’approfondir les connaissances sur An. mascarensis à travers une revue. Les données collectées plaident davantage qu’An. mascarensis est un complexe d'espèces et permettent de poser les bases pour une analyse moléculaire ciblée. En parallèle, j’ai contribué à la mise en place de la première plateforme expérimentale de Madagascar pour infecter des anophèles par P. falciparum et P. vivax, afin d’évaluer leur compétence vectorielle. Enfin, en associant entomologie et immuno-parasitologie, nous avons analysé la contribution des vecteurs à la transmission du paludisme dans deux villages adjacents. L’ensemble des travaux réalisés durant de ma thèse contribue à une meilleure connaissance de la diversité de la transmission du paludisme à Madagascar. De plus, la mise en place de la plateforme expérimentale d’infection permettra l’analyse de la compétence des populations d’anophèles vecteurs. / Malaria remains a major health concern in sub-Saharan Africa. The limited number of antimalarial drugs, the emergence of resistances and the lack of an effective vaccine, make vector control the main preventive strategy for this disease. Current methods of vector control aim at limiting or interrupting parasite development in the vector mosquito. It is therefore necessary to improve our understanding on interactions between the Anopheles vector, its environment and the parasite Plasmodium. In Madagascar, Anopheles gambiae s.l. and Anopheles funestus are the major vectors of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, an endemic species, may also be an important vector. In this context, the main objective of my PhD was to deepen the knowledge on An. mascarensis through a review. The data collected indicate that An. mascarensis is a complex of sibling species. I could thus provide the foundation for targeted molecular analysis. In parallel, in order to evaluate their vector competence, I contributed in a major way to the establishment of the first experimental platform of Madagascar to infect anopheline mosquitoes by P. falciparum and P. vivax. Finally, combining entomology and immuno-parasitology, we analysed the contribution of vectors to malaria transmission in two neighbouring villages. All the work done during my PhD contributes to a better knowledge of the diversity of malaria transmission in Madagascar, especially on the effective contribution of the different vector species. In addition, the establishment of the experimental platform for infections will further allow the analysis of the competence of vector Anopheles populations.