FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / A ordem Chiroptera mostra-se como reservatÃrio para vÃrios agentes infecciosos, incluindo protozoÃrios, bactÃrias, vÃrus e fungos. A fim de investigar a a eco-epidemiologia de Histoplasma capsulatum no Nordeste do Brasil, foram capturados 83 morcegos em Ãreas urbanas e rurais no estado do CearÃ, em coletas diurnas e noturnas, durante o perÃodo de agosto de 2010 a marÃo de 2011. ApÃs eutanÃsia, fragmentos de baÃo, fÃgado e pulmÃo foram removidos, macerados e alÃquotas de 100μL foram semeadas em placas contendo Ãgar BHI modificado, as quais foram incubadas por atà seis semanas nas temperaturas de 28ÂC e 35ÂC. AlÃquotas remanescentes de cada material macerado foram estocadas a -20ÂC. Embora o fungo nÃo tenha sido isolado em nenhuma amostra, apÃs 21 dias de incubaÃÃo à 35ÂC foi observado o crescimento de uma colÃnia fÃngica sugestiva de Coccidioides spp. em amostra de pulmÃo da espÃcie Carollia perspicillata. Fragmentos de pulmÃo do morcego retirados do estoque a -20ÂC e analisados ao microscÃpio Ãptico revelaram estruturas esfÃricas semelhantes a forma parasitÃria do fungo. A colÃnia foi investigada por meio do teste de reversÃo in vivo em modelo murino, com observaÃÃo dos animais inoculados por atà quatro semanas. A identificaÃÃo molecular das culturas foi realizada por reaÃÃo de PCR especÃfica para C. posadasii, empregando os oligonucleotÃdeos Coi9-R e Coi9-F. Por fim, amostras de macerados dos pulmÃes, baÃo e fÃgado foram investigadas quanto à presenÃa de anticorpos ou antÃgenos especÃficos para C. posadasii, bem como quanto à presenÃa de anticorpos anti-Histoplasma, por meio da tÃcnica de imunodifusÃo. EsfÃrulas caracterÃsticas de Coccidioides spp. foram visualizadas em amostras de pulmÃo dos camundongos infectados experimentalmente. AnÃlise molecular das culturas isoladas de pulmÃo de C. perspicillata, bem como dos ÃrgÃos dos camundongos, mostraram banda de aproximadamente 630 pb, caracterÃstica de C. posadasii. Por meio de reaÃÃo de imunodifusÃo, foram detectados dois animais reagentes para antÃgenos de Coccidioides. Os animais pertenciam Ãs espÃcies Glossophaga soricina e Desmodus rotundus e um animal da espÃcie G. soricina anticorpo-positivo para Coccidioides. NÃo foi observada presenÃa de anticorpos anti-Histoplasma em nenhuma das amostras. O presente estudo mostra o primeiro isolamento de C. posadasii em quirÃpteros. Adicionalmente, de forma inÃdita, detectou-se de antÃgenos e anticorpos especÃficos para C. posadasii nestes animais. Faz-se necessÃrio o estudo dos quirÃpteros na ecoepidemiologia do patÃgeno. / The order Chiroptera is shown as a reservoir for various infectious agents, including protozoan, bacteria, virus and fungi. To investigate the eco-epidemiological aspects of Histoplasma capsulatum in Northeast Brazil, 83 bats were captured in urban and rural areas in CearÃ, collected in day and night, during the period August 2010 to March 2011. After euthanasia, fragments of sleen, liver and lung were removed, macerated and 100 μL aliquots were plated on agar containing modified BHI, which were incubated for up to six weeks at temperatures of 28 ÂC and 35 ÂC. Aliquots of each remaing macerated material stored at -20 ÂC. Although the fungus was not isolated in any samples, after 21 days at 35 ÂC was observed the growth of a fungal colony suggestive of Coccidioides spp. in lung samples of the species Carollia perspicillata. Fragments of the bet lung removed from storage at -20 ÂC and analyzed by optical microscopy revealed spherical structures similar to the shape of the parasitic fungus. The colonies were investigated by means of the reversion in vivo in a murine model, with observation of the animals incoculated up to four weeks. The molecular identification of cultures was performed by PCR specific for C. posadasii, using the oligonucleotides Coi9-R and Coi9-F. Finally, samples of macerated lung, spleen and liver were investigated for the presence of antibodies or antigens specific for C. posadasii, as well as the presence of anti-Histoplasma, by immunodiffusion. Spherules of Coccidioides spp. features were visualized in lung samples of mice experimentally infected. Molecular analysis of cultures isolated from lungs of C. perpicillata, as well as organs of mice, showed approximately 630 pb band, characteristic of C. posadasii. By immunodiffusion reaction, two animals were detected reagents for Coccidioides antigens. The animals belonged to the species Glossophaga soricina and Desmodus rotundus and an animal of the species G. soricina antibody-positive for Coccidioides. There was no presence of anti-Histoplasma is any sample. The present study shows the first isolation of C. posadasii in bats. Additionally, in an unprecedented manner, we detected antigens and antibodies specific to C. posadasii these animals. Its is necessary to the study of bats in ecoepidemiology the pathogen.

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Made available in DSpace on 2016-04-28T20:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008 - Maria Cristina Forbes Santos Bustamante.pdf: 1772291 bytes, checksum: 84cc7e884259a3fc0a8ca095cc88b7df (MD5) Previous issue date: 2009-12-19 / Funda??o Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / The knowledge about epidemiology of American Cutaneous Leishmaniasis - ACL still has gaps. The influences of environmental and peridomestic characteristics over its occurrence are not well defined. This study aimed to investigate the asymptomatic occurrence of Leishmania (Viannia) braziliensis in humans and dogs, and to evaluate the natural infection of phlebotomine vectors at Engenheiro Paulo de Frontin, a disease-free of autochthonous ACL municipality, part of an endemic region. An epidemiological inquiry was developed from march/2006 to december/2007 with the support of the Family Health Program of the Municipality Health Secretary Office in the five sanitary areas. Fifty families participated in the study, yielding a total of 95 volunteers who were exposed or not to known risk factors. Procedures involved structured interviews, Montenegro skin Test (IDRM), serology done by Enzime Linked Immunossorbent Assay (ELISA), and Indirect Immunofluorescence (IIF). All the volunteers had their dogs examined by the serology procedures and including a clinical exam. The existing environment was reported and phlebotomine sand flies were captured in the peridomestic environment to have all the present species identified. Infection by L. (V.) braziliensis was also determined by using polymerase chain reaction (PCR). Observed frequencies for positive results in humans were: 9%, 6.4% and 13.8% for IDRM, ELISA and IFI, respectively. Of 39 dogs examined, 5.1% were positive for ELISA and 23% for IFI, and from the seven species of phlebotomine sand flies captured, Lutzomyia migonei (59%) and L. intermedia (20.9%) were the most frequent. Natural infection rate of phlebotomine vectors were 5% or less, by PCR. The absence of active cases and the low percentage of positive tests found in humans and dogs, and the non-matching results, lead to the suggestion that there is no extra forest transmission of L. (V.) braziliensis in the county, despite of the high natural infection rate of phlebotomines sand flies. Large areas of preserved forests scattered around 52% of the municipality appears to be the only and main difference from the surrounding municipality, thus allowing maintenance of the ecological niches of the phlebotomine sand flies and reducing the pressure for adaptive changes. / O conhecimento acerca da epidemiologia da Leishmaniose Tegumentar Americana (LTA) ainda possui lacunas. As influ?ncias de caracter?sticas ambientais e peridom?sticas sobre sua ocorr?ncia n?o est?o bem definidas. Este estudo buscou investigar a poss?vel ocorr?ncia de infec??o assintom?tica por Leishmania (Viannia) braziliensis em humanos e c?es e a infec??o natural dos flebotom?neos vetores no munic?pio de Engenheiro Paulo de Frontin, indene para LTA aut?ctone e circundado por munic?pios end?micos. Foi realizado um inqu?rito epidemiol?gico entre mar?o de 2006 e dezembro de 2007, sendo investigadas as cinco ?reas de sa?de do munic?pio, com apoio do Programa de Sa?de da Fam?lia da Secretaria Municipal de Sa?de. Participaram do estudo cinq?enta fam?lias expostas ou n?o aos fatores de risco conhecidos, totalizando noventa e cinco volunt?rios. Entrevistas estruturadas, Intradermorrea??o de Montenegro (IDRM) e sorologia para leishmaniose, por ELISA e por Imunofluoresc?ncia Indireta (IFI) foram realizadas nos volunt?rios, cujos c?es foram tamb?m submetidos a exame cl?nico e sorologia pelos mesmos m?todos. O ambiente circundante foi descrito e flebotom?neos foram capturados nos peridomic?lios para identifica??o das esp?cies presentes e de infec??o por L. (V.) braziliensis pela t?cnica de rea??o em cadeia de polimerase (RCP). As freq??ncias encontradas de positividade nos testes em humanos foram de: 9%, 6,4% e 13,8% para IDRM, ELISA e IFI, respectivamente. Dos trinta e nove c?es examinados 5,1%, foram positivos ao ELISA e 23% ? IFI. Das sete esp?cies de flebotom?neos capturadas, predominaram Lutzomyia migonei (59%) e L. intermedia (20,9%). A taxa de infec??o natural dos flebotom?neos foi de at? 5% ? RCP. A aus?ncia de casos ativos e as baixas positividades verificadas nos testes em humanos e em c?es e a discord?ncia entre os resultados levam a supor que n?o ocorre transmiss?o extraflorestal de L. (V.) braziliensis no munic?pio, a despeito da alta taxa de infec??o natural dos flebotom?neos. Grandes ?reas de mata preservada dispersas pelo territ?rio (52% do munic?pio) parecem ser o ?nico diferencial em rela??o aos munic?pios circundantes, permitindo a manuten??o dos nichos ecol?gicos dos flebotom?neos e reduzindo a press?o por mudan?as adaptativas.

L'émergence des zoonoses est à relier directement avec les perturbations générées par l'Homme sur son environnement naturel à plus ou moins grande échelle. Sur l'ensemble des zoonoses émergentes chez l'Homme, la majorité provient d'animaux sauvages. L'étude du rôle de la faune sauvage dans la circulation des agents pathogènes est donc cruciale en particulier quand les interfaces faune sauvage/Homme sont fortes. L'objectif de cette thèse a été de comprendre par des approches éco-épidémiologiques à large échelle, la circulation d'agents pathogènes dans les populations d'un oiseau sauvage en contact étroit avec l'Homme, le goéland leucophée (Larus michahellis). Le premier chapitre présente les différentes méthodes utilisées dans la surveillance d'agents pathogènes ainsi que leurs limites lorsqu'elles sont menées en populations naturelles. Ce chapitre met en évidence au travers d'une étude portant sur les virus influenza aviaires, que la quantification des anticorps maternels dans les œufs est un outil efficace. Le second chapitre consiste à élargir l'échelle spatiale de l'étude afin de mettre en évidence plus finement les facteurs éco-épidémiologiques influençant la transmission des virus influenza aviaires dans et entre les populations de goéland leucophée de l'ouest méditerranéen. Enfin, le dernier chapitre repose sur la comparaison des patrons d'expositions obtenus pour des agents pathogènes au mode de transmission vectoriel : les flavivirus. Cette thèse permet de mettre en évidence les patrons d'exposition de certains agents pathogènes (virus influenza aviaire et flavivirus) et d'appréhender les facteurs éco-épidémiologiques potentiellement impliqués dans leurs circulations. Les résultats permettent d'envisager de futurs axes de recherches, nécessaires pour évaluer plus précisément la dispersion de ces virus en Méditerranée. / The emergence of zoonotic diseases is directly linked to the noise generated by humans on the natural environment to a greater or lesser extent. Of all the emerging zoonoses in humans, the majority comes from wild animals. The study of the role of wildlife in the circulation of pathogens is crucial, especially when wildlife/human interfaces are prominent. The aim of this thesis is to understand, using large scale eco-epidemiological approaches, the circulation of pathogens in a close to human population of wild bird, the yellow-legged gull (Larus michahellis). The first chapter presents the different methods used in the monitoring of pathogens and their limitations when they are conducted in natural populations. This chapter further highlights, through a study of avian influenza viruses, that the quantification of maternal antibodies in eggs is an effective tool. The second chapter expands the spatial scale of the study to highlight the finer eco-epidemiological factors influencing the transmission of avian influenza viruses within and between populations of Western Mediterranean yellow-legged gull. Finally, the last chapter is based on the comparison of exposition patterns obtained for vectorial transmission mode pathogens: flaviviruses. This thesis highlights patterns of exposure for certain pathogens (avian influenza virus and flaviviruses) and enables the understanding of the eco-epidemiological factors potentially involved in their circulations. The results allow to consider future areas of research needed to more accurately assess the dispersion of these viruses over the Mediterranean.

La toxoplasmose, dûe au parasite Toxoplasma gondii, est une zoonose dite à cycle complexe car le pathogène fait intervenir plusieurs espèces pour assurer sa transmission. Les félidés sont les hôtes définitifs de T. gondii et, lorsqu’ils sont infectés, peuvent excréter des millions d’oocystes dans l’environnement. L’ensemble des animaux à sang chaud, y compris l’homme, constituent les hôtes intermédiaires. L'infection des différents hôtes s'effectuent par transmission verticale ou via l'ingestion de tissus animaux contaminés ou d'oocystes présents dans l'environnement.Les objectifs de ma thèse étaient i) de mesurer la fréquence et la distribution spatiale des oocystes de T. gondii dans l’environnement en milieu rural, ii) d'estimer la prévalence et la distribution spatiale de l’infection dans la communauté locale de rongeurs, iii) de déterminer les principaux facteurs responsables de la structuration spatiale de la contamination environnementale et enfin, iv) d’évaluer l'importance de l'environnement en tant que source de contamination tant pour les animaux que pour l’homme.Nous avons mis en évidence une forte contamination des sols (29%) distribuée sur l'ensemble de la zone et, avons révélé un gradient spatial similaire de diminution de la contamination avec la distance aux bâtiments au niveau des sols et dans la communauté de rongeurs. Le modèle de simulation multi-agents a permis d'expliciter le rôle prépondérant de la configuration de l'habitat humain, qui de par son effet sur la structuration spatiale des populations de chats domestiques, détermine la fréquence et la distribution des points chauds de contamination. Par conséquent, en milieu rural, l'importante contamination des sols au niveau des fermes suggère que le risque d’infection pour l’homme est élevé, indirectement à travers la consommation de viande issue d’animaux d’élevage infectés, mais aussi directement via l’ingestion d’oocystes présents sur les substrats manipulés lors de diverses activités. / Toxoplasmosis, caused by the parasite T. gondii, is a zoonosis with a complex life cycle as the pathogen requires several different species to achieve it cycle. Felids, in particular domestic cats, are the definitive hosts of the parasite and when infected they can shed millions of oocysts in the environment. All warm blooded animals, including humans, are potential intermediate hosts. Host species can be infected through vertical transmission or by ingesting contaminated tissues or oocysts present on environmental substrates.My goals were: I) to precisely measure the frequency and spatial distribution of the environmental contamination to T. gondii in a rural area, ii) to estimate the prevalence and the spatial distribution of the parasite in the local community of rodents, iii) to identify the main factors driving the spatial structure of the environmental contamination and finally, iv) to assess the importance of the environment as a transmission source for animals and humans.First, we found a high frequency of contaminated soil samples (29%) that were largely distributed across the whole area, and, we found a similar spatial gradient of decreasing contamination with increasing distances from buildings for soils and rodents. Altogether, the results obtained allowed to identify and rank the determinants of the spatio-temporal dynamics of the environmental contamination to T. gondii. The agent-based model showed the primary role of the spatial configuration of human habitat, which, through its impact on the spatial structure of domestic cat populations, determines the frequency and distribution of the hot spots of soil contamination. Thus, in rural areas, the high level of contamination within and around agricultural buildings suggests that infection risks for humans are important, either indirectly through the consumption of contaminated meat or directly due to the ingestion of oocysts contaminating earth, water or vegetables.

Malgré leur importance reconnue pour la santé publique et la conservation, les études sur l’écologie et l’évolution des maladies infectieuses dans les populations sauvages souffrent de contraintes sur la disponibilité de données permettant l’identification des processus impliqués dans les systèmes considérés. Les méthodes sérologiques (i.e., détection d’anticorps dans des échantillons biologiques) permettent de retracer l’exposition à des agents infectieux spécifiques mais leur interprétation est complexe. Par exemple, la prévalence d’individus séropositifs dans une population résulte d’une combinaison de dynamiques épidémiologiques (ex. : l’incidence de la maladie) et démographiques (ex. le taux de renouvellement de la population). Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de montrer comment les processus sous-jacents à la circulation d’agents infectieux en populations sauvages peuvent être inférés à partir de données sérologiques. Tout d’abord, j’illustre comment les études transversales focalisée sur une espèce sentinelle à l’interface entre populations sauvages et humaines peuvent permettre d’efficacement décrire informer sur les patterns d’exposition à une hiérarchie d’échelles spatiales. Ensuite, je compare les avantages et inconvénients de ce type d’approches transversales à ceux d’approches longitudinales basées sur les suivis d’individus marqués et je propose une solution pour intégrer ensemble ces deux types de données pour quantifier les dynamiques éco-épidémiologiques. Finalement, en utilisant une population menacée d’oiseaux longévifs régulièrement touchée par des épizooties de choléra aviaire comme cas d’étude, j’illustre les bénéfices de combiner la sérologie avec d’autres approches. Ce travail souligne la valeur des études à long-terme de l’exposition d’hôtes à des agents infectieux en milieu naturel, où les processus écologiques et évolutifs sont clés pour comprendre les dynamiques éco-épidémiologiques et peuvent avoir d’importantes implications pour la conservation de la biodiversité. / Despite their increasingly recognized interest for public health and biodiversity conservation, investigations on the ecology and evolution of infectious diseases in wildlife have been hampered by the difficulty of collecting data allowing efficient inference of underlying processes. Serology (i.e., detection of antibodies in biological samples) is a useful tool to detect past exposure to specific infectious agents. Still, interpreting serological data is not straightforward. For instance, the prevalence of seropositive individuals in a population is driven by a combination of epidemiological (e.g., disease incidence) and demographic (e.g., population turnover) dynamics. In this context, the objective of this thesis is to show how processes underlying infectious agent circulation in wild populations can be inferred from serological data. First, I illustrate how cross-sectional studies focusing on a sentinel species at the wildlife-human interface can efficiently inform on patterns at a hierarchy of scales. Then, I compare the pros and cons of such cross-sectional approaches to longitudinal sampling designs involving marked individuals when attempting to quantify the dynamics of infectious agents and I propose a way to integrate those two approaches in future studies. Finally, using avian cholera epizootics in a threatened long-lived seabird on an isolated island as a case study, I illustrate the benefits of combining serology with other approaches. This work notably highlights the value of detailed long-term studies of host exposure to infectious agents in the wild, where ecological and evolutionary processes are likely critical drivers of disease dynamics and can have important implications for biodiversity conservation.

Tous les hôtes ne contribuent pas également à la transmission de parasites. Certains individus ou espèces peuvent par exemple être davantage infectés que d'autres, une observation qui a mené à la proposition de la règle des `20/80', selon laquelle 20 % des individus seraient responsables de 80 % de la transmission. Cependant, les études qui se sont intéressées à l'hétérogénéité de la transmission se sont principalement focalisées sur les sources d'hétérogénéité intrinsèques à l'espèce ou à l'individu, telles que la susceptibilité ou l’infectivité, tandis que les facteurs extrinsèques, comme la connectivité entre espèces au sein de la communauté d'hôtes et le rôle de différents types de mouvements des hôtes ont été relativement négligés. Dans ce contexte, cette thèse aborde le rôle des causes extrinsèques de l'hétérogénéité de transmission sur la propagation d'infections dans les systèmes multi-hôtes, en utilisant notamment les systèmes tiques-oiseaux marins-microparasites comme support empirique à des approches de modélisation théorique. Quatre principales sources d'hétérogénéité dans les systèmes à transmission vectorielles ont ainsi été considérées : (i) l'hétérogénéité de l'abondance des vecteurs, de leur distribution, et l'estimation des paramètres de la dynamique de leurs populations, (ii) l'hétérogénéité de contact entre espèces de communautés multi-hôtes et multi-vecteurs, (iii) l'hétérogénéité de la propagation d'infections en raison de différents types de comportements des hôtes (avec en particulier, l'importance de considérer les mouvements de prospection entre groupes d'hôtes chez les espèces sociales) et (iv) l'hétérogénéité dans les capacités de dispersion et de transmission d'infections entre vecteurs à traits d'histoire de vie contrastés (dispersion en fonction du stade de vie). Nous soulignons d'abord l'importance potentielle d'une estimation fiable des abondances d'ectoparasites, à l'aide d'approches hiérarchiques susceptibles de prendre en compte à la fois l'hétérogénéité de leur probabilité de détection et leur distribution agrégée. Ensuite, nous utilisons une approche permettant d'étudier l'impact des caractéristiques du réseau d'interactions au sein de la communauté d'hôtes sur la transmission et le maintien d'infections. Nos résultats indiquent que la structure de la communauté mais aussi les propriétés locales des espèces modèlent l'émergence d'espèces qui contribuent disproportionnellement à la transmission de l'infection (`superspreader') et d'espèces qui contribuent disproportionnellement au maintien de l'infection (`keystone') dans les communautés d'infections multi-hôtes, multi-vecteurs. Nous avons également exploré le rôle de la contribution de différents comportement de déplacement des hôtes et des traits d'histoire de vie des vecteurs sur la propagation d'agents infectieux. Une revue de la littérature nous a permis de souligner l'importance potentielle, relativement aux autres comportements de déplacement plus communément considérés, des mouvements de prospection entre groupes d'hôtes sur le rôle dans la transmission d'infections. Les résultats d'un travail théorique nous on également permis de montrer l'importance des caractéristiques des traits d'histoire de vie des vecteurs (notamment la durée de repas sanguins) et des contraintes démographiques (effet Allee) sur le potentiel de colonisation des tiques. Cette différence de dispersion en fonction du stade est ainsi susceptible d'avoir une incidence sur la propagation d'infections à transmission vectorielle et la structure génétique des populations de tiques. Dans l'ensemble, les travaux menés ont permis de mettre en évidence l'importance de l'étudie des déterminants des hétérogénéités de transmission et leurs conséquences dans les systèmes à transmission vectorielles, pour une meilleure compréhension de l’écologie et l’évolution des interactions entre hôtes et parasites, avec des implications potentielles pour le contrôle des maladies. / Different hosts may not contribute equally to parasite transmission. For instance, some individuals or species may be more heavily infected than others, an observation that lead to the `20/80' rule, stating that in many cases 20% of individuals are responsible for 80% of the transmission. However, studies on heterogeneity in transmission have primarily focused on intrinsic factors of transmission, such as susceptibility and infectivity, while the impact of extrinsic factors, such as connectivity network among individuals or species of the host community and the role of various host movements has been relatively neglected. This thesis investigates the role of extrinsic transmission heterogeneities on the spread of infectious disease in multi-host systems, using tick-seabird-microparasite system as empirical models for theoretical investigations. Four main causes of heterogeneity in transmission of vector-borne diseases were considered : (i) heterogeneity in vector abundance, distribution, and estimation thereof (ii) heterogeneity in contact among species in a multi-host, multi-vector community, (iii) heterogeneity in infection spread caused by different host mouvement behaviors (notably the potential role of ‘prospecting’ by host individual among host groups), and (iv) heterogeneity in dispersal ability and transmission competence among vectors with different life-history traits (stage-dependent dispersal). First, we highlight the need to accurately estimate ectoparasite abundances with hierarchical modeling approaches that can take into account both heterogeneity in their detection probability and their aggregated distribution among hosts. Next, using network theory to examine the impact of community context on disease transmission and maintenance, we found that network structure (modularity, nestedness) and node-based measures (e.g., centrality) both shape the emergence of ‘super-spreader’ species (i.e., species that contribute disproportionally to disease transmission) and keystone species (i.e., species that contribute disproportionally to disease maintenance) in multi-host, multi-vector pathogens communities. Finally, we explored the contribution of host behavior and vector life-history traits to the spread of infectious agents. By reviewing the recent literature, we highlight the fact that prospecting, relative to various other types of host movement, may be of key importance to disease transmission among host groups, notably in social species. We also show how vector life history characteristics (e.g. length of bloodmeals) and demographic constraints (Allee effects) affect their colonization potential. Soft ticks, which take a single, long bloodmeal at only the larval stage, should have much lower colonization rates than hard ticks, which take a single, long bloodmeal at every life stage. These stage-dependent dispersal discrepancies may have direct consequences for the genetic structure of their populations and the spread of vector-borne infectious agents. Overall, these findings highlight the importance of studying the causes and consequences of transmission heterogeneity in multi-host, multi-vector systems. A series of potentially important sources of heterogeneity in parasite transmission are outlined, together with perspectives of empirical and theoretical studies to further explore their implications for understanding ecology and evolution of host-parasite interactions and for disease management purposes.

Depuis les années 90, les études réalisées au Canada ont permis d’identifier de nouvelles zones endémiques de l’agent de la maladie de Lyme, Borrelia burgdorferi, ou de sa tique vectrice, Ixodes scapularis. Ces régions représentent des zones privilégiées pour étudier le cycle de transmission dans son contexte environnemental. L’objectif principal de ce projet est d’étudier les relations spirochètes – tiques - hôtes et les facteurs environnementaux impliqués dans le cycle de transmission à partir des données du vecteur et de l’agent pathogène recueilli dans le Sud-Ouest du Québec de 2007 à 2008. Tout d’abord sera décrite la saisonnalité des tiques et des associations entre le vecteur et les hôtes rongeurs capturés. En effet, l’identification de la saisonnalité spécifique à chaque stade de la tique I. scapularis permet d’établir quels seront les mois propices pour effectuer les futures collectes de tiques. La saisonnalité synchrone des tiques immatures en quête peut également être un indicateur de la nature ou des souches de B. burgdorferi retrouvées. L’association des tiques immatures à différentes espèces ou à différentes classes d’hôtes (c.-à-d. âge, sexe, statut reproductif) a également été explorée. Nos résultats montrent que les souris du genre Peromyscus, principalement les mâles adultes, contribuent significativement à la survie et au développement du complexe I. scapularis - B. burgdorferi. Les tamias et les écureuils contribuent aussi à la survie et au développement des populations de la tique I. scapularis. Ensuite les associations entre le vecteur et les hôtes cervidés ont été examinées en tenant compte des facteurs environnementaux associés à leur niveau d’infestation. Ceci a permis d’évaluer l’utilisation des cerfs à titre de sentinelles pour le vecteur et les agents pathogènes. D’après nos résultats, bien qu’ils soient des sentinelles efficaces pour détecter Anaplasma phagocytophilum, les cerfs semblent des sentinelles inefficaces pour détecter les zones d’établissement du complexe I. scapularis-B. burgdorferi. Enfin, une analyse de l’impact de la diversité des hôtes et de l’habitat sur l’abondance de la tique I. scapularis et la prévalence de B. burgdorferi a été effectuée et ce, en tenant compte d’autres facteurs environnementaux. Ces analyses ont permis de déterminer les facteurs critiques pour l’établissement du complexe I. scapularis – B. burgdorferi et d’explorer la contribution relative de diverses espèces d’hôtes. D’après nos études, la diversité de la communauté d’hôte et la diversité de l’habitat influencent le complexe I. scapularis - B. burgdorferi. De plus, le climat (la température et les précipitations) joue un rôle significatif dans l’établissement, la survie et le développement des populations d’I. scapularis. Ce projet de recherche a permis d’explorer et d’identifier divers facteurs environnementaux biotiques et abiotiques influençant l’établissement du complexe I. scapularis - B. burgdorferi dans le Sud-Ouest du Québec. Ceux-ci pourraient être utilisés à titre d’indicateurs environnementaux du risque de la maladie de Lyme au Québec et possiblement ailleurs au Canada. / Since the 90s in Canada, studies have identified new endemic areas for the agent of Lyme disease, Borrelia burgdorferi and the tick vector, Ixodes scapularis. These newly endemic areas for complex I. scapularis - B. burgdorferi are prime areas to study the transmission cycle in its environmental context. The main objective of this project is to study the spirochete-tick-host relationships and environmental factors involved in the transmission cycle from the data of the vector and the pathogen collected in southwestern Quebec, 2007 to 2008. First, a description of the seasonality of ticks and associations between the vector and captured rodent hosts was performed. The identification of specific seasonality at each stage of the tick I. scapularis establishes months conducive to make the future collections of ticks. Synchronous seasonality of questing immature ticks may also be an indicator of the nature or strain of B. burgdorferi found. In addition, the association of immature ticks in different species or different classes of hosts (i.e. age, sex, reproductive status) was explored. The Peromyscus mice and adult males in particular contributed significantly to the survival and development of complex I. scapularis-B. burgdorferi. Chipmunks and squirrels also contributed to the survival and development of I. scapularis populations. Second, the associations between vector and examined deer was described taking into account the environmental factors associated with the level of infestation and the use of deer as sentinels for the vector and the pathogen was evaluated. According to our results, the deer are effective sentinels to detect Anaplasma phagocytophilum, but seem ineffective or imprecise to detect endemic areas for complex I. scapularis-B. burgdorferi. Finally, an analysis of the impact of the host diversity and habitat on the abundance of I. scapularis and prevalence of B. burgdorferi considering other environmental factors was performed. These analyzes were used to determine the critical factors in the establishment of complex I. scapularis-B. burgorferi and explore the relative contribution of various host species. According to our studies, the diversity of the host community and habitat influences the complex I. scapularis-B. burgdorferi. On the other hand, the climate (temperature and precipitation) plays a significant role in the establishment, survival and development of the I. scapularis populations. This study allowed us to explore and identify various biotic and abiotic environmental factors influencing the establishment of complex I. scapularis-B. burgdorferi in southwestern Quebec. These environmental factors could be used as environmental indicators of the risk of Lyme disease in Quebec and possibly elsewhere in Canada.

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Le virus du Nil occidental (VNO) est un arbovirus principalement transmis par les moustiques. Le cycle de transmission enzootique implique généralement une variété d’espèces d’oiseaux sur lesquelles se nourrissent de façon préférentielle divers moustiques, les principaux vecteurs enzootiques au Québec étant les moustiques du genre Culex (c’est-à-dire Culex pipiens et Cx. restuans). Des cas d’infection humaine par le VNO surviennent sporadiquement chaque année au Québec et on sait peu de choses sur les facteurs qui déterminent l’ampleur des éclosions chez les humains. Malgré l’existence de nombreuses études sur le virus du Nil occidental (VNO) aux États-Unis, y compris sur le rôle de réservoir des espèces d’oiseaux, et sur les changements alimentaires du moustique Culex (des oiseaux vers les mammifères), peu d'études équivalentes existent dans les régions voisines du Canada où le VNO est endémique. Ce travail vise à déterminer l’importance relative des différentes espèces d’oiseaux dans la transmission du VNO dans le sud du Québec. Nous nous sommes concentrés sur les espèces aviaires du corridor de migration de l’Atlantique Est (selon la base de données Avibase). Les espèces d’oiseaux ont ensuite été triées et sélectionnées en fonction de ce qui suit : 1) les taux de mortalité aviaire dus au VNO signalés dans les données de surveillance locale du Réseau canadien pour la santé de la faune, 2) la séroprévalence et la compétence des réservoirs du VNO en Amérique du Nord (d’après la littérature), 3) les estimations locales de la densité des oiseaux (d’après les données ebird) et 4) les données d’une étude sur les repas sanguins de Culex pipiens / Cx. restuans saisies entre 2008 et 2013 chez des moustiques de la région de Montréal. L’analyse a généré une liste de 67 espèces d’oiseaux potentiellement impliquées dans la circulation du VNO dans notre zone d’étude et nous avons émis des hypothèses quant à la contribution relative à l’amplification du VNO. Cette étude permettra de mieux comprendre les facteurs susceptibles d’influencer la circulation du VNO dans le sud du Québec et sera utile aux futures études de modélisation de la transmission enzootique du VNO. / West Nile virus (WNV) is an arbovirus that is primarily transmitted by mosquitoes. The enzootic transmission cycle typically involves a variety of bird species and mosquitoes that preferentially feed upon them. The main enzootic vectors in Québec are mosquitoes in the genus Culex (i.e., Culex pipiens and Cx. restuans). Cases of WNV occur sporadically each year in Québec and little is known about the factors that drive the magnitude of human outbreaks. Despite many studies on West Nile Virus (WNV) in the US, including the reservoir role of bird species and the summer shifts of the Culex mosquito, feeding from birds to mammals, there have been few equivalent studies in the neighboring regions of Canada where WNV is endemic. Birds are considered the main hosts of WNV amplification and dispersion. In this study, we aim to determine the relative importance of different bird species in WNV transmission in southern Quebec. We focused on the East Atlantic migration corridor of different avian species (according to the Avibase database). Bird species were then sorted and selected according to : 1) rates of avian mortality from WNV reported in local surveillance data from the Canadian Wildlife Health Cooperative; 2) seroprevalence and reservoir competence for WNV in North America (from the literature); 3) local bird density estimates (from ebird data), and 4) data from a blood meal analysis study on Culex pipiens/Cx.restuans mosquitoes captured between 2008 and 2013 in Montreal region. The analysis generated a list of 67 bird species potentially involved in the circulation of WNV in our study area and hypotheses were generated regarding the relative contribution to WNV amplificationThis study will improve our understanding of the factors that may impact WNV circulation in southern Québec and will be useful to future modelling studies of enzootic WNV transmission.