Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017 / Les parasites constituent le groupe d’organismes le plus répandu et le plus prospère sur Terre. Un grand nombre d’entre eux exploitent un cycle de vie complexe qui repose sur l’infection successive de multiples hôtes aux caractéristiques physiologiques divergentes. Malgré des centaines d’années d’étude sur leurs traits d’histoire de vie et leur impact sur les phénotypes hôtes, très peu d’information est actuellement disponible concernant les mécanismes moléculaires leur permettant d’interagir avec leurs hôtes et la manière dont cette interaction spécifique assure leur succès écologique. L’objectif de cette thèse a été de générer des ressources moléculaires de base pour permettre l’étude intégrée des interactions hôte-parasite et la manière dont ces interactions sont régulées au cours d’une infection. Pour rencontrer ces objectifs, nous avons exploité un système d’étude modèle centré sur le parasite cestode Schistocephalus solidus, un ver plat infectant successivement un copépode, un poisson et un oiseau. Nous avons généré un transcriptome de référence pour ensuite caractériser les patrons de régulation des activités biologiques du parasite au cours de l’infection. Nous avons pu démontrer des patrons de régulation très tranchés entre les stades de vie, avec un rôle potentiel des voies de communications neurales au moment de changer d’hôte. Nos données suggèrent également la présence de protéines mimétiques candidates dans le génome du parasite ayant le potentiel de perturber l’activité de communication cellulaire chez l’hôte. Cette thèse permet ultimement de solidifier les bases de l’étude mécaniste des interactions hôte-parasite et fournit des outils génomiques de référence qui serviront à consolider et étendre nos connaissances sur la structure des systèmes naturels. / Parasites are the most widespread and prosperous group of organisms on Earth. Numerous parasitic species exploit a complex life cycle that relies on the successive infection of multiple hosts with divergent physiological characteristics. Despite hundreds of years of study on their life history traits and their impact on host phenotypes, very little information is currently available on the molecular mechanisms that allow them to interact with their hosts and how this interaction ensures their ecological success. The general objective of this thesis was to generate reference molecular resources for the study of host-parasite interactions from an integrated perspective to allow the discovery of how these interactions are regulated during the infection. To meet this objective, we studied a model system based on the parasitic cestode Schistocephalus solidus, a flatworm that successively infects a copepod, a fish and a bird. We generated a reference transcriptome to characterize the regulatory patterns gene expression to assess which biological activities are used at what stage of the infection. Our results revealed massive regulatory changes between life stages, with a potential role for neural communication pathways during the process of host switching. Our data also suggests the presence of candidate mimicry proteins in the genome of the parasite, having the potential to disrupt cellular communication in the host’s central nervous system. This thesis ultimately allows a better understanding of the mechanisms underlying host-parasite interactions and provides reference genomic tools that will help consolidate and extend our knowledge on the structure of natural systems.

En milieu naturel, les organismes doivent s’adapter à un environnement lumineux changeant (alternance jour/nuit, couverture nuageuse, habitat, saison, etc.). L'utilisation croissante de longueurs d'ondes spécifiques impliquant des diodes électroluminescentes (DELs) en serres permet de surmonter le manque de lumière pendant les mois d'hiver, en aidant la photosynthèse ou la croissance végétative des cultures. Cependant, la modification de l'environnement lumineux ainsi que de la photopériode peut également modifier directement ou indirectement l'activité des insectes utiles et des insectes nuisibles qui dépendent des plantes. Dans mon étude, nous avons étudié comment une guêpe parasitoïde fait face aux variations du spectre d'éclairement et à quel point la vision des couleurs est importante dans la localisation et la reconnaissance de son hôte. Notre modèle d’étude s’est porté sur la guêpe parasitoïde Aphidius ervi qui attaque principalement le puceron du pois Acyrthosiphon pisum. Les pucerons du pois présentent un polymorphisme de couleur et apparaissent au sein d’une même population sous la forme de morphes roses et de morphes verts. En utilisant un montage basé sur des DELs de 5 longueurs d’ondes différentes (361, 450, 500-600, 626 and 660 nm), nous avons créé différents spectres lumineux artificiels que les parasitoïdes et leurs hôtes peuvent rencontrer dans l’environnement naturel tels que l’ombre des feuilles ou le soleil direct. Ce design nous a permis d’étudier le comportement des insectes face à un environnement lumineux changeant et totalement contrôlable en intensité lumineuse et en composition spectrale, dans un contexte d'activité locomotrice et de parasitisme. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que la probabilité que les pucerons se déplacent dépendait de l’interaction entre l’environnement lumineux, le stade de développement et la variation clonale. Nous avons montré que la probabilité que les parasitoïdes soient actifs diminuait avec l’augmentation des longueurs d’onde. Les mâles étaient plus actifs que les femelles sous toutes les conditions lumineuses monochromatiques testées. Bien que la quantité de lumière réfléchie des morphes roses fût d’environ la moitié de celle des morphes verts dans les composantes cyanvert, nous avons constaté que les deux couleurs d’hôtes ont été reconnues et attaquées dans toutes les conditions d'éclairage testées, même la lumière rouge (660 nm). Enfin, en appliquant 4 ratios de DELs rouges (R): bleues (B) utilisées pour allonger la photopériode à l'intérieur d'une chambre de croissance, nous avons montré que l’allongement de la photophase (de 8h à 16 h de lumière/jour) augmentait l'activité parasitaire quotidienne de la guêpe ainsi que son comportement en matière de ponte. Enfin, les adultes parasitoïdes nouvellement émergés étaient composés de 80 % de mâles en lumière 100R: 0B contre 50 % sous le ratio 25R: 75B. Cette étude indique qu'A. ervi reste un bon agent de lutte biologique lorsque l'environnement lumineux est modifié. Elle est aussi la première à montrer que le ratio de lumière R: B a un impact sur l’allocation des sexes chez ce parasitoïde. Nous pensons que l’utilisation de la lumière rouge seule pour prolonger la photophase peut avoir un effet négatif sur la dynamique des populations de ces parasitoïdes en raison de son impact défavorable sur le sex-ratio en favorisant les mâles, et donc un effet négatif sur le contrôle des populations de pucerons en milieu confiné. / In nature, organisms must adapt to a changing light environment (day / night alternation, cloud cover, habitat, season, etc.). The increasing use of specific wavelengths involving light emitting diodes (LEDs) in greenhouses overcomes the lack of light during winter months, helping photosynthesis or vegetative growth of crops. However, changing light environment as well as photoperiod can also directly or indirectly modify the activity of beneficial insects and plant-related pests. In my study, we investigated how a parasitoid wasp deals with variations in the light environment and how important color vision is in locating and recognizing its host. Our study model focused on the parasitoid wasp Aphidius ervi which mainly attacks the pea aphid Acyrthosiphon pisum. Pea aphids have a color polymorphism and appear within a same population under pink morphs and green morphs. Using a design based on LEDs of 5 different wavelengths (361, 450, 500-600, 626 and 660 nm), we have created different artificial light spectra that parasitoids and their hosts can encounter in natural environment such as leaf-shade or direct sunlight. This design allowed us to study the behavior of insects in a changing light environment that is totally controllable in light intensity and spectral composition, in a context of locomotor activity and parasitism. Overall, the results suggest that the probability of aphids walking depended on the interaction between the light environment, the stage of development, and clonal variation. We have shown that the probability of parasitoids walking decreased with increasing wavelengths, and that males were more active than females under all monochromatic light conditions tested. Although the amount of light reflected from the pink morphs was about half that of the green morphs in the cyan-green components, we found that both host colors were recognized and attacked under all light conditions tested, even red light (660 nm). Finally, by applying 4 ratios of red (R): blue (B) LEDs used to extend the photoperiod inside a growth chamber, we have shown that the photophase elongation (from 8h to 16h of light/day) increased the daily parasitic activity of the wasp and its oviposition behavior. Finally, the newly emerged parasitoid adults were composed of 80% males in light 100R: 0B against 50% under the ratio 25R: 75B. This study indicates that A. ervi remains a good biological control agent under different light environments. This study is also the first to show that the R: B light ratio has an impact on the decision-making of females regarding the sex of their offspring. We believe that the use of red light alone to extend the photophase may have a negative effect on the population dynamics of these parasitoids because of its adverse impact on sex ratio by favoring males, and thus a negative effect on control of aphid populations in confined environment.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La compréhension des processus microévolutifs ayant lieu dans la nature nécessite la quantification des principales forces sélectives s'exerçant sur les populations sauvages. Ces 10 dernières années, les études à long terme et l'écologie de la résurrection (qui fait revivre des stades en dormance) ont été les principales approches pour étudier l'évolution des traits d'histoire de vie sur plusieurs générations dans les populations sauvages. Mon travail consiste à comprendre comment des facteurs écologies simples (p. ex. la température) et des interactions interspécifiques ou intraspécifiques plus complexes (p. ex. les interactions antagonistes hôte-parasite ou mâle-femelle) façonnent le processus évolutif des populations sauvages. Dans cette optique, j'ai utilisé l'Artémia comme un organisme modèle, en combinant des études sur le terrain et en laboratoire. Premièrement, j'ai étudié l'évolution de la niche thermique avec une approche d'écologie de la résurrection, en utilisant une série temporelle d'œufs de dormance d'une population d' introduite à partir de marais salants de régions tempérées dans des marais salants tropicaux dans les années 80. Cette étude montre que la survie aux températures élevées (caractéristiques du nouvel environnement) a augmenté linéairement au cours du temps à partir de l'introduction, suggérant un taux d'adaptation constant sur plus de 100 générations. Deuxièmement, j'ai utilisé une approche similaire pour étudier l'adaptation entre males et femelles dans une autre population d'Artémia. Cette étude suggère que les conflits sexuels provoquent une dynamique de coévolution fluctuante dans la nature sur une échelle d'environ 100 générations. Troisièmement, j'ai étudié les impacts respectifs de différents parasites (une espèce de cestode et deux espèces de microsporidie) sur la compétition entre une espèce d'hôte autochtone asexuée et une espèce d'hôte invasive sexuée. Chacun des trois parasites étaient soit spécialiste d'une espèce ou de certains génotypes d'hôte. De plus, l'espèce de cestode dont l'effet castrateur chez l'hôte est bien connu infectait uniquement l'espèce autochtone, suggérant que ce parasite joue un rôle majeur dans la compétition entre les espèces d'hôte autochtones et invasives. Par ailleurs, les trois espèces de parasite semblaient manipuler le comportement d'agrégation de leur hôte, très probablement pour augmenter leur transmission à de nouveaux hôtes. Enfin, j'ai réalisé des études de génétiques des populations d'espèces asexuées diploïdes et polyploïdes d'Artemia et d'espèces sexuées asiatiques proches. Les espèces asexuées diploïdes produisent des mâles rares et il semblerait que ceux-ci permettent une faible fréquence de reproduction sexuée. De plus, l'hybridation d'espèces d'Artémia éloignée phylogénétiquement a donné naissance à au moins trois lignées polyploïdes indépendantes. / Getting a comprehensive understanding of microevolution in natural populations requires proper quantification of the important selective forces exerted on these populations. Over the last decade, long-term studies and resurrection-ecology (revival of resting stages) have been the main approaches to study life history trait evolution over many generations in the wild. My work aims at understanding how simple ecological factors (e.g. temperature) and complex interactions between and within species (host-parasite and male-females antagonistic interactions) shape evolutionary processes in natural populations. To this end, I used the brine shrimp Artemia as a model system and combined laboratory and field studies. First, I investigated thermal niche evolution with a resurrection ecology approach, using dormant-egg time series from an Artemia population introduced from temperate to tropical salterns in the mid-80's. This experiment shows that survival at the high temperatures typical of the new environment increased linearly through time after the introduction, suggesting a sustained rate of adaptation over more than 100 generations. Second, I used the same approach to study adaptation between sexes in another Artemia population. I found that sexual conflicts result in fluctuating male-female coevolutionary dynamics in natura, over a time scale of ~100 generations. Third, I studied the relative role of one cestode and two microsporidian parasites in mediating the competition between a native asexual host and an invasive bisexual host. I found that all three parasites were either host- or genotype-specific and that the castrating cestode parasite specifically infected the native species, suggesting that this parasite actually played a major role in the competition between native and invasive hosts. Interestingly, all three parasites manipulated the swarming behavior of their host, most likely to increase their transmission. Fourth, I performed population genetic studies of diploid and polyploid Artemia parthenogenetica and their Asian bisexual close relatives. Diploid asexual Artemia produce rare males and I found indication that these males allow some rare sex in this otherwise parthenogenetic species. In addition, hybridization between divergent Artemia species has led to the origin of at least three independent polyploid lineages.

Le parasitisme est un des principaux problèmes dans les élevages des ruminants. Les nématodes parasites du tractus digestif des ovins et caprins sont responsables d’importantes baisses de rendement. La maîtrise de ces parasitoses a été longtemps basée sur l’utilisation de molécules anthelminthiques. Cependant, l’efficacité des traitements est fréquemment remise en cause par l’émergence d’isolats résistants à une ou plusieurs de ces molécules. Dans ce contexte, une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans l’installation et la survie des parasites dans leur hôte est essentielle pour le développement de méthodes de lutte efficaces. Les P-glycoprotéines sont des pompes membranaires de la superfamille des transporteurs ABC. Ces pompes transportent des molécules très variées qui ont en commun leur caractère hydrophobe. Nous avons émis l’hypothèse de l’implication de ces transporteurs dans l’interaction hôte-parasite. Dans le contexte de ce travail nous avons identifié des séquences partielles ou complètes d’ADNc de 9 Pgps du nématode parasite Haemonchus contortus. Une forte activation des Pgps des nématodes en présence des produits de dégranulation des éosinophiles de l’hôte a été observée, démontrant ainsi l’interaction entre les Pgps des nématodes et les produits issus de l’hôte. De plus, l’exposition in vitro des nématodes parasites aux produits de l’hôte montrent après analyse par PCR quantitative une induction significative de l’expression de deux Pgps (Hco-pgp-3, et Hco-pgp-16). Chez le nématode murin Heligmosomoides polygyrus bakeri 5 Pgps ont été identifiés. D’autre part, l’analyse du niveau d’expression des Pgps d’H. bakeri a permis de montrer que le gène Hba-pgp-2 est exprimé uniquement chez les stades en contact avec les produits de l’hôte (oeufs, L4 et adultes). De plus, une induction spécifique d’Hba-pgp-2 par le cholestérol a été observée suggérant ainsi l’implication d’Hba-pgp-2 dans la capture et/ou la distribution des stérols des cellules de l’hôte indispensable aux nématodes. Ce travail constitue la première mise en évidence de l’interaction entre les Pgps des nématodes parasites et des produits issus de leur hôte. Ces résultats constituent une base solide pour le développement d’une méthode efficace permettant de bloquer ces transporteurs et d’éliminer les nématodes parasites. / Gastrointestinal nematodes cause significant economic loses in goat and sheep livestocks. Control of these parasites is mainly based on anthelmintic treatments. However, the efficacy of these molecules is questioned by the emergence of isolates resistant to one or several antiparasitic drugs. In this context, a better understanding of the mechanisms involved in the nematode parasites establishment and survival in the host is essential for the development of an effective control methods. P-glycoproteins are membrane pumps belonging to the ABC transporter family. These pumps transport a wide range of hydrophobic molecules. In the present study, we hypothesized that in addition to their critical role in xenobiotic resistance, helminth ABC transporters such as P-glycoproteins (Pgps) may also be involved in the transport of host products. Using the sheep parasitic nematode Haemonchus contortus, we investigated the modulation and expression of parasite Pgps activity in response to host eosinophil granule products. These works allowed to identify nine partial or complete H. contortus Pgps. Using a rhodamine efflux assay, we provided functional evidence that host eosinophil granule products can activate Pgps from the parasite suggesting that granule products could act as potential modulators of the ABC transporters activity. We showed by quantitative RT-PCR that among nine different H. contortus Pgp genes; Hco-pgp-3, Hco-pgp-9.2, Hco-pgp-11 and, Hco-pgp-16 were specifically up-regulated in parasitical life stages suggesting a potential involvement of these Pgps during the host-parasite interaction. Using exsheated L3 larvae, we demonstrated that eosinophil granules induced in a dose response manner an overexpression of Hco-pgp-3 and the closely related Hco-pgp-16 gene highlighting the possible involvement of these Pgps in host product transport. . The mice parasitic nematode Heligmosomoides polygyrus bakeri was used for studying the involvement of Pgps in the cholesterol transport. These works allowed identifying five Pgps in H. bakeri. The analysis of the mRNA expression level of H. bakeri Pgps has shown that Hba-pgp-2 gene is expressed only in stages in contact with host products. In addition, a specific induction of Hba-pgp-2 by cholesterol was observed suggesting the involvement of Hba-pgp-2 in the capture and / or distribution of cholesterol from host cells. Taken together, our results provide the first evidence that a subset of helminth Pgps could be involved in the transport of host products. This opens the way for further studies aiming to explore the function of helminth Pgps in host-parasite interactions including host immune response evasion.

Les acariens microprédateurs du genre Dermanyssus (espèces du groupe gallinae), inféodés aux oiseaux, représentent un modèle pour l'étude d'association lâche particulièrement intéressant : ces arthropodes aptères font partie intégrante du microécosystème du nid (repas de sang aussi rapide que celui du moustique) et leurs hôtes sont ailés. En outre, D. gallinae est une espèce d'importance économique, ce qui rend possible des comparaisons entre colonisation de milieux anthropisés et sauvages. Au début de l'étude, les espèces du groupe gallinae sont très mal délimitées. Les caractères morphologiques utilisés sont variables au sein de l'espèces, voire de la population, très chevauchants entre espèces. Afin de mieux comprendre les exigences écologiques du développement de D. gallinae et d'appréhender ses voies de dissémination, une investigation comparative basée sur des séquences d'ADN entre espèces du groupe gallinae a été adoptée. Un cheminement d'ordre taxinomique a permis de poser les bases nécessaires. Ensuite, l'exploration de certaines caractéristiques écologiques du groupe gallinae en relation avec sa phylogénie (spécificité d'hôte, flexibilité évolutive) a été menée à bien. Une espèce a été décrite, D. apodis, une lignée de D. gallinae constitue aussi une probable espèce inédite et D. longipes regroupe deux entités. Des différences écologiques marquées entre D. gallinae et les autres espèces semblent résulter non seulement de l'activité humaine, mais aussi de caractéristiques intrinsèques. Aujourd'hui, le rôle des flux commerciaux dans la dispersion de D. gallinae en élevage de pondeuses s'avère primordial, au moins en France, celui des oiseaux sauvages presque nul.

L'histoire de l'ostréiculture française met en évidence la fragilité de cette production face à la surexploitation des stocks et l'apparition de maladies. En particulier, la production d'huître plate, Ostrea edulis, a fortement diminué suite à l'apparition de deux maladies parasitaires dont la bonamiose. Les moyens de lutte contre la bonamiose sont relativement restreints. Ils sont essentiellement basés sur la surveillance de la santé des huîtres afin de limiter la dissémination et la propagation de la maladie. Cependant l'utilisation de modèles prédictifs de l'évolution de la maladie en zone infectée permettrait d'optimiser la gestion des stocks et minimiser l'impact des agents pathogènes. De plus, le développement d'animaux résistants à l'infection pourrait permettre de relancer cette production. Ces différentes approches nécessitent des outils diagnostiques adaptés, une bonne connaissance du cycle de vie de l'agent pathogène, et, plus particulièrement des interactions du parasite avec son hôte. Dans ce contexte, l'objectif principal du travail de thèse proposé est de comprendre les interactions entre l'huître plate Ostrea edulis et son parasite Bonamia ostreae, et, plus particulièrement les bases moléculaires de la résistance au parasite. Dans un premier temps, la réalisation d'une banque soustractive d'ADNc a permis d'identifier des ESTs différentiellement exprimées chez des hémocytes en réponse au parasite. L'expression de certains gènes dont une galectine a été mesurée en PCR en temps réel dans le contexte d'infections in vitro. En complément, la réponse cellulaire a été étudiée par cytométrie en flux et l'infection contrôlée en microscopie. Ces expériences ont montré une multiplication parasitaire dans les hémocytes au cours du temps associée à une diminution de la production d'EOR et d'estérases. Dans un second temps, il a été entrepris une étude comparative entre une population d'huîtres plates résistantes à la bonamiose et une population naturelle. Les résultats obtenus tendent à montrer qu'une modulation de l'apoptose et une diminution de la phagocytose seraient impliquées dans les mécanismes liés à la résistance à la bonamiose. Ce travail est le premier à étudier la réponse des hémocytes d'huîtres plates à une infection par le parasite Bonamia ostreae au niveau cellulaire et moléculaire.

Mes travaux de thèse portent sur deux gènes cpbAg1 et cpbAg2 qui codent des enzymes digestives : les carboxypeptidases digestives du moustique Anopheles gambiae, vecteur majeur africain de Plasmodium falciparum, parasite responsable des formes graves du paludisme. La contribution de CPBAg1 dans le développement de P. falciparum chez An. gambiae a été démontrée ainsi qu'un rôle potentiel dans la production des oeufs du moustique (Lavazec et al., 2005 & 2007). Cependant le rôle potentiel de CPBAg2 dans ces deux phénotypes n'avait pas été abordé. Nos travaux ont permis de montrer des propriétés enzymatiques différentes pour chaque carboxypeptidase, avec CPBAg1 qui libère de l'arginine et de la lysine tandis que CPBAg2 est spécifique de l'arginine. La cinétique d'apparition in vivo des protéines montre une production précoce de CPBAg1 et une production constante de CPBAg2 au cours du processus de digestion du repas sanguin. L'analyse fonctionnelle de CPBAg1 et CPBAg2 utilisant l'inactivation génique par ARN interférence a permis de comprendre leurs rôles respectifs. Ainsi, CPBAg1 est impliquée dans le développement de P.falciparum chez An. gambiae, suggérant une plus forte dépendance du parasite pour les ressources en lysine. A l'inverse, CPBAg2 intervient au cours de la vitellogénèse du moustique et son inactivation induit également un retard du développement ovarien. Ainsi, ce dernier semble être plus dépendant de l'arginine, produit principalement par CPBAg2. CPBAg1 et CPBAg2 pourraient de ce fait être utilisées comme les cibles de nouvelles stratégies pour diminuer la transmission du paludisme, en bloquant le parasite chez le moustique tout en diminuant la production d'oeufs.

La malaria, maladie causée par le protozoaire Plasmodium, tue chaque année plus d'un million de personnes. L'émergence de parasites résistants à plusieurs traitements anti-malariques ainsi que l'absence de vaccin efficace rendent la lutte contre le Plasmodium de plus en plus difficile. Afin de pouvoir identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et d'optimiser l'efficacité des vaccins dans les zones endémiques, une meilleure compréhension des interactions hôte/parasite est nécessaire. Lors de la malaria, un état d'immunosuppression systémique est induit par le parasite. Cet état de suppression immunitaire pourrait être à l'origine de la persistance du parasite au sein de l'hôte ainsi que de la difficulté à obtenir une protection efficace contre la réinfection décrite dans les zones endémiques. Mieux comprendre comment le Plasmodium interfère avec la réponse immunitaire permettra de mettre en place des thérapies favorisant la résolution des infections par ce parasite. Dans ce sens, notre étude a pour but d'évaluer l'activation des cellules T régulatrices naturelles (TregN) ainsi que la modulation de la physiologie des macrophages (MP) lors des infections par Plasmodium. Une étude antérieure a suggéré que l'activation des cellules TregN lors des infections par Plasmodium yoelii l7XL (PyL) était impliquée dans le développement de l'immunosuppression et permettait au parasite d'échapper au système immunitaire. En utilisant un modèle alternatif d'infection par Plasmodium, nous avons démontré que l'activation des cellules TregN pouvait aussi représenter un mécanisme protecteur pour l'hôte. Lors des infections par Plasmodium chabaudi adami (Pca) chez les souris BALB/c, l'activation des cellules TregN permet de tempérer la réponse immunitaire afin d'éviter le développement d'une inflammation excessive sans toutefois affecter le contrôle du parasite. Ainsi, il semblerait que le rôle des cellules TregN lors des infections par Plasmodium dépende de l'espèce du parasite considérée. Les infections par Plasmodium sont associées à une diminution de la sécrétion d'interleukine 12 (IL-12) et de la viabilité des MP ayant vraisemblablement des répercussions sur le développement de la pathologie et le contrôle du parasite. Notre étude a démontré que l'hémine (HE), produite suite à l'oxydation de l'hème provenant de l'hémoglobine (Hb), pourrait être impliquée dans ces deux phénomènes. Lors des infections par Plasmodium, les MP entrent en contact avec et internalisent des quantités importantes de ce composé ferrique via la phagocytose de globules rouges (GR) parasités ou abimés ainsi que via l'ingestion d'Hb et/ou d'HE libérées dans le sang suite à la lyse des érythrocytes. In vitro, des doses physiologiques d'HE diminuent de manière significative la quantité d'IL-12 sécrétée par les MP dérivés de la moelle osseuse en réponse à une stimulation avec l'interféron gamma (IFN-y) et le lipopolysaccharide (LPS). L'HE agit principalement sur l'effet synergique de l'IFN-y et ceci d'une manière dépendante de l'interleukine 10 (IL-10), de la MAPK (de l'anglais "mitogen activated protein kinase") p38 et du stress oxydatif. D'autre part, l'utilisation de GR de souris infectées par le Pca ou de GR oxydés, permettant de stimuler une forte érythrophagocytose in vitro, a permis de démontrer que l'internalisation d'un nombre important de GR induisait l'apoptose des MP de la lignée J774A.1. La phagocytose des GR conduit à l'internalisation d'une quantité importante d'HE induisant un stress oxydatif impliqué dans la diminution de la viabilité des MP. Bien que l'activation des cellules TregN et l'inhibition des MP à la suite de l'ingestion d'HE puissent représenter des mécanismes permettant au Plasmodium d'échapper au système immunitaire, ces mécanismes immunosuppresseurs pourraient aussi permettre de limiter l'inflammation et la pathologie favorisant ainsi la survie de l’hôte lors de la malaria. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Plasmodium, immunosuppression, macrophages, interleukine 12, érythrophagocytose.

Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire et obligatoire. Ce protozoa est un des parasites les plus successifs qui infectent tous les animaux à sang chaud, y compris l’humain. Ce succès est probablement à cause de la sécrétion d’une des séries de protéines effectrices, qui sont impliquées dans la modulation des voies de signalisation de la cellule hôte. Cette modulation permet aux parasites d’établir une infection chronique qui dure un long terme, et qui favorise leur transmission à un nouvel hôte. Dans cette étude, nous avons identifié un nouvel effecteur dérivé par la granule dense, appelé GRA18, qui est sécrété dans le cytoplasme de cellule hôte par les tachyzoites intracellulaires. La mutation de gra18 résulte une diminution de virulence chez les parasites de type II, qui suggère l’importance de GRA18 dans la pathogénicité de ce parasite. Afin d’étudier le mécanisme d’action de GRA18, nous avons effectué un criblage à haut-débit d’une librairie humaine chez la levure. Ce criblage nous permet d’identifier β-catenin, GSK3α/β, and PP2A-B56, ce qui sont tous les régulateurs bien connus dans la voie de signalisation canonicale de Wnt. Nous avons confirmé l’intéractome de GRA18 par l’approche biochimique. La surexpression de GRA18 induit l’accumulation de β-catenin dans le noyau de la cellule hôte, aussi que l’induition de gènes régulés par la signalisation de Wnt. Ces effets indiquent GRA18 joue un rôle de régulateur positif de β-catenin. A part de son rôle dans la prolifération, polarisation et la différentiation de cellule, β-catenin est également un facteur de transcription connu pour contrôler la réponse immunitaire et l’inflammation. L’analyse transcriptomique en comparant les macrophages dérivés par la moelle osseuse (BMDM) infectés par le sauvage (WT) et le gra18 mutant parasites confirme un rôle possible de GRA18, la modulation d’expression génique de cellule hôte, surtout ceux qui codent pour les chemokines. Cette régulation est ensuite confirmée par l’ELISA. L’hypothèse possible est que Toxoplasma sécrète GRA18 dans la cellule hôte afin de réguler positivement la production de chemokine reliée à la réponse de Th2, qui par contre atténue la réponse inflammatoire de l’hôte. Cette modulation augmente la chance de dissémination et la persistance de ce parasite par la formation de kyste. / Toxoplasma gondii, the obligate intracellular protozoan parasite, is one of the most successful pathogen that infects virtually all warm-blooded animals including humans. This success of the infection is likely due to its perfect ability to modulate numbers of host signaling pathways through the effector proteins, including those involved in immune responses. This modulation allows the parasite to establish a long-term chronic infection without causing severe symptom in the hosts, which facilitates its transmission to the new hosts. In this study, we identified GRA18, as a novel dense granule derived effector protein that is secreted into the cytoplasm of the host cell by the intracellular tachyzoite. GRA18 deficiency in type II strains attenuated the parasite virulence in mice model, suggesting the importance of GRA18 in the parasite pathogenesis. In order to investigate the mechanism of action of GRA18, we first performed a high-throughput two-hybrid screen of a human library in yeast that led to the identification of β-catenin, GSK3α/β, and PP2A-B56, all which are well known regulators of the canonical Wnt signaling pathway. We then validate the GRA18 interactome by biochemistry approach. The overexpression of GRA18 triggers the accumulation of β-catenin in the host cell nuclei as well as the induction of known canonical β-catenin target genes indicating that GRA18 is acting as a positive regulator of β-catenin. Besides its role in cell proliferation, polarization and differentiation, β-catenin is also a well-known co-transcription factor with important function in the control of inflammation and other immune responses. Transcriptomic analysis comparing mouse bone marrow–derived macrophages infected by wild type and GRA18-dificient parasite confirmed a possible role of GRA18 towards host gene expression and likely those encoding chemokines, which is further confirmed by ELISA experiments. An attractive hypothesis is that Toxoplasma delivers GRA18 to the host cell in order to regulate Th2-related chemoattractant chemokines, which in turn, dampens host inflammatory response leaving more chance for the parasites to disseminate and to cause the long-term persistence by forming the cyst.