L’expression du phénotype des organismes dépend en partie d’organismes symbiotiques avec qui ils sont en interaction étroite. Selon le mode de transmission du symbiote, ce dernier va être en conflit d’intérêt plus ou moins intense avec l’hôte pour l’expression du phénotype, conduisant parfois le symbiote à évoluer vers la manipulation du phénotype de l’hôte. Nous avons tenté d’identifier différents facteurs génétiques et environnementaux influençant l’expression et l’évolution de la manipulation chez l’insecte parasitoïde de larves de drosophiles, Leptopilina boulardi, et son virus manipulateur du comportement, LbFV. Ce virus bénéficie d’une transmission mixte, verticale et horizontale, cette dernière étant favorisée par l’induction de superparasitisme induite par le virus. L’étude de la contribution du génotype du parasitoïde dans l’expression de la manipulation a révélé la présence de gènes de résistance partielle à la manipulation. Le potentiel évolutif de cette résistance a ensuite été évalué par des expériences d’évolution expérimentale. Nous avons également montré que LbFV augmente la virulence du parasitoïde envers les larves de drosophiles, révélant ainsi une évolution vers une forme de mutualisme sur ce trait. Par ailleurs, le travail montre qu’un même parasitoïde peut être non seulement infecté par plusieurs souches du virus LbFV mais également infecté par un virus à ARN, décrit pour la première fois dans cette thèse. La transmission verticale, la prévalence élevée et les forts effets phénotypiques de ce virus soulignent de nouveau l’importance des virus dans l’expression du phénotype en population naturelle. / The expression of the phenotype of an individual depends partly on the presence of symbiotic organisms with which it engages in intimate interactions. According to the symbiont’s mode of transmission, the conflict of interest between the host and its symbiont for the expression of the phenotype can be more or less stronger, sometimes leading to the evolution of manipulation of the host phenotype by the symbiont. We attempted to identify different genetic and environmental factors influencing the expression and the evolution of manipulation in the Drosophila parasitoid wasp, Leptopilina boulardi, and its behavior manipulating virus, LbFV. The virus undergoes both vertical and horizontal transmission, the latter being favoured by the induction of superparasitism behaviour by the virus. The study of the contribution of the parasitoid genotype to the expression of the manipulation revealed a polymorphism in the resistance to the manipulation. The evolutionary potential of this resistance was then investigated using a protocol of experimental evolution. We also demonstrated that LbFV increases the virulence of the parasitoid towards its Drosophila host, revealing a form of mutualistic interaction on this trait. Additionally, we showed that an individual parasitoid can be coinfected by several LbFV strains but also by an RNA virus, described for the first time in this thesis. The vertical transmission, the high prevalence and the strong phenotypic effects of this new virus further highlights the importance of viruses in the expression of the phenotype in natural populations.

Les parasites sont une partie très importante des écosystèmes, néanmoins, dans certains cas tels que l’aquaculture ils causent des épidémies. Dans cette thèse j’ai étudié les interactions hôte-parasite chez les poissons coralliens, dans les milieux naturels et les milieux aquacoles. J’ai étudié l’arrangement des communautés de 13 espèces de monogènes de 34 espèces de poissons papillon dans l’Indo-Pacifique. Les résultats montrent qu’il existe un patron de distribution stable des espèces, ce qui, combiné avec les résultats de l’étude biogéographique, suggère que la spécificité parasitaire observée a pu se développer tout au long des épisodes biogéographiques passés. Notamment, seule une espèce, Chaetodon lunulatus, n’est jamais parasitée. J’ai étudié le mucus des poissons qui est décrit comme la première ligne de défense contre des agressions externes, pour analyser quels facteurs de C. lunulatus pourraient être reliés à l’absence des parasites. Le microbiome et le métabolome du mucus branchial des poissons papillons montrent une grande diversité. C. lunulatus présente une plus grande abondance de Fusobactéries qui est corrélée avec une surexpression de peptides pouvant dériver de la β-hémoglobine. La purification, la synthèse et l’évaluation des activités antiparasitaires des peptides sont en cours au laboratoire. J’ai aussi étudié l’utilisation des plantes médicinales comme alternative à des traitements chimiques dans l’aquaculture. J’ai testé l’activité antibactérienne et immunostimulatrice de plusieurs plantes et algues polynésiennes. L’algue rouge Asparagopsis taxiformis montre de fortes activités antibactériennes sur Vibrio harveyi et Tenacibaculum maritimum et induit une augmentation de l’expression de deux gènes liés à l’immunité chez Platax orbicularis. / Fish parasites are an important part of ecosystems, however, in certain cases such as in aquaculture they can cause severe disease outbreaks. In this thesis I have studied host-parasite interactions in coral reef fishes, both in the natural and culture environments. I have studied the distribution of 13 dactylogyrid species from 34 butterflyfishes in the Indo West-Pacific. Composition of dactylogyrid communities was host specific and together with the biogeography results, where a turnover in the main Haliotrema species was observed, suggest that parasite specificity might result from host-parasite coevolution derived from past biogeographical episodes. Only one butterflyfish species, Chaetodon lunulatus, was never found parasitized by gill monogeneans. I have studied the butterflyfish mucus, which is the first barrier against pathogens, to investigate the C. lunulatus factors that might be related to the monogenean absence. Butterflyfish gill microbiome and metabolome revealed a high diversity. C. lunulatus presented a significantly higher abundance of Fusobacteria which was correlated to a higher expression of potentially derived β-hemoglobin peptides. Synthesis and evaluation of the peptide antiparasitic activities are being performed in the laboratory. I have also studied the use of medicinal plants as an alternative to chemotherapy in fish aquaculture. I investigated the antibacterial and immunostimulant activities of several local Polynesian plants and algae, and I found that Asparagopsis taxiformis displayed a potent antibacterial activity against Vibrio harveyi and Tenacibaculum maritmum and increased expression of two immune-related genes in Platax orbicularis.

La dynamique co-évolutive, présente dans les interactions durables hôte invertébré / parasite, conduit dans certains cas à un polymorphisme de compatibilité dont les bases moléculaires ne sont pas connues. Afin d'identifier les déterminants moléculaires de ce polymorphisme de compatibilité dans le modèle Schistosoma mansoni / Biomphalaria glabrata, nous avons développé une approche protéomique comparative des stades larvaires qui interagissent avec l'hôte invertébré. Ainsi, la comparaison, qualitative et quantitative, des protéomes des souches de parasites compatible et incompatible, nous a permis d'identifier une nouvelle famille d'antigènes chez S. mansoni. Les protéines de cette famille partagent les caractéristiques moléculaires des mucines. Elles possèdent un domaine contenant un nombre variable d'unités répétées en tandem (VNTR). Elles sont (i) exprimées spécifiquement dans les stades larvaires interagissant avec le mollusque, (ii) localisées dans la glande apicale des stades miracidia et sporocystes et (iii) sécrétées et relarguées avec les produits d'excrétion-sécrétion. Nous avons également montré que ces protéines de type mucine présentent un haut degré de polymorphisme et que des différences importantes existent entre les deux souches de S. mansoni. Ces différentes caractéristiques nous ont conduit à nommer les protéines de cette famille « S. mansoni Polymorphic Mucin », SmPoMuc. Nous avons ensuite montré que les SmPoMuc sont codées par une famille multigénique qui évolue selon le modèle de "birth and death". Les gènes codant les SmPoMuc sont transcrits indépendamment, et pour chaque gène, différents transcrits peuvent être obtenus par épissage. De plus, nos résultats suggèrent que ce polymorphisme pourrait avoir des conséquences sur le statut de glycosylation des SmPoMuc. Nos résultats supportent l'idée que S. mansoni a développé au cours de l'évolution des mécanismes complexes permettant de générer un haut niveau de polymorphisme des SmPoMuc. Par ailleurs, le fait que ce « chaos contrôlé » soit généré à partir d'un nombre limité de gènes est unique par rapport à ce qui a été décrit pour des variants polymorphes exprimés par d'autres parasites

Wolbachia est une bactérie Gram(-) intracellulaire modifiant la reproduction de nombreux arthropodes. Chez l'isopode Armadillidium vulgare, la souche wVulC entraîne la féminisation des mâles. Nous avons caractérisé deux opérons vir s'exprimant dans tous les tissus hôtes et codant un système de sécrétion de type IV (T4SS) pouvant permettre d'exporter des effecteurs bactériens vers le cytoplasme de l'hôte. La comparaison des séquences et de l'organisation des gènes de 37 souches de Wolbachia a révélé la forte conservation des deux opérons vir suggérant l'importance du T4SS dans la biologie de la bactérie. Nous avons également identifié, dans le génome en cours de séquençage de wVulC, 66 gènes codant des protéines à domaines ankyrines. Ces motifs forment des sites d'interactions protéine-protéine chez les eucaryotes et sont supposés être impliqués chez Wolbachia dans l'interaction avec des protéines de l'hôte. Nous avons montré qu'une des trois copies du gène pk2 de wVulC, n'est exprimée que chez des souches féminisantes mais chez aucune des 3 souches induisant l'incompatibilité cytoplasmique chez les isopodes terrestres. Ce produit du gène pk2 pourrait être impliqué dans la féminisation de l'hôte. Toutefois, nous avons réalisé des tests d'interaction par double-hybride en levures et par la méthode CRAfT (Cre-recombinase Reporter Assay for Translocation) entre les protéines du T4SS et cinq protéines à domaines ankyrines dont Pk2 afin de savoir si ces dernières étaient sécrétées par ce système. Les résultats montrent qu'aucun des cinq produits de gènes ank testés n'est sécrété par la bactérie mais se révèlent encourageants pour identifier les effecteurs de Wolbachia.

Cette thèse a été réalisée dans le contexte de la réémergence de la schistosomose à Schistosoma mansoni (plathelminthe trématode) dans le Dhofar en Oman. Le travail est centré sur les interactions hôte-parasite et sur leurs conséquences sur la transmission du schistosome. Une première partie est consacrée à l'étude spatio-temporelle de la structure génétique des populations de Biomphalaria pfeifferi (mollusque gastéropode d'eau douce). Elle a été réalisée à l'aide de neuf marqueurs microsatellites sur 18 populations de mollusques. Les populations de B. pfeifferi étudiées sont caractérisées par une très faible variabilité génétique intra populationnelle. Par contre, elles sont fortement différenciées génétiquement. Une différenciation temporelle a également été enregistrée dans certaines populations. Une seconde partie est consacrée à l'étude des traits d'histoire de vie et des relations hôte-parasite. Elle a été réalisée à l'aide de huit combinaisons hôte-parasites qui diffèrent soit par la population de parasite (origine humaine ou origine murine), soit par la catégorie du site (naturel ou aménagé), soit par le morphe du mollusque (pigmenté ou albinos). Les traits d'histoire de vie suivants ont été analysés : croissance, fécondité et survie de B. pfeifferi et taux d'infestation, période prépatente et production cercarienne de S. mansoni. Les résultats montrent que la population de S. mansoni et le morphe de B. pfeifferi jouent un rôle majeur dans la transmission de la schistosomose dans le Dhofar. Les résultats sont discutés en termes de compatibilité hôte-parasite.

L'étude des interactions hôtes/parasites est actuellement un thème de recherche incontournable des sciences de l'évolution. Une des questions majeures soulevée par ces études est de comprendre pourquoi certains parasites provoquent des maladies mortelles, alors que d'autres restent relativement bénins pour leurs hôtes. Dans ce défi que tentent de relever les biologistes de l'évolution mais également les sciences médicales, nous avons choisi de nous intéresser à la malaria aviaire, et plus précisément à son représentant le plus commun dans les populations naturelles d'oiseaux : Plasmodium relictum. En procédant à des infections expérimentales de canaris domestiques (Serinus canaria), nous avons voulu comprendre quels facteurs liés aux caractéristiques du parasite et de l'oiseau (au niveau de l'individu ou de la population) pouvaient influencer la virulence de Plasmodium relictum. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que des facteurs, tels que le passé infectieux de l'hôte, la dose de parasites reçue, la prévalence de ces derniers dans la population d'oiseaux ou bien encore les interactions sociales entre individus, pouvaient moduler les coûts d'une telle infection. La virulence est un trait composite qui dépend, certes, de l'exploitation de l'hôte par les parasites mais également de la réponse immunitaire de ce dernier contre l'infection. Nous avons pu le vérifier dans notre système expérimental en utilisant une approche immuno-écologique. Nous nous sommes enfin intéressée aux conditions favorisant l'évolution de la virulence : ce qui est essentiel pour comprendre l'émergence ou la réémergence de maladies infectieuses et pour développer des stratégies de contrôle de ces maladies.

Les interactions hôte – parasites sont des systèmes qui affectent probablement la totalité des êtres vivants et constituent un facteur clé dans la compréhension de la dynamique des maladies infectieuses. On a abordé cette problématique en utilisant le système Fasciola hepatica/Lymnaeidae dans sur l'île de Cuba. Cette thèse utilise une approche basée sur différentes disciplines de la biologie comme l’écologie des populations (distribution et abondances de mollusques hôtes intermédiaires), l'écologie parasitaire (données de prévalences naturelles de parasites chez les hôtes), la génétique des populations en utilisant des marqueurs microsatellites (tant pour le parasite que pour les mollusques hôtes), et des études de susceptibilité et compatibilité douve/limnée.En ce qui concerne la diversité génétique du parasite, une très haute diversité et une forte probabilité d’allofécondation ont été observées. En revanche, on n’a pas trouvé de différentiation significatives entre souches. Les taux d’infection chez le bétail sont très élevés.Pour ce qui est de la biologie des populations des limnées hôtes, on a cartographié la distribution des deux espèces présentes à Cuba : Galba cubensis qui est très répandue et Pseudosuccinea columella qui n'est présente que dans la partie centre-occidentale. Nous avons mis en évidence des différences concernant les types d’habitats préférés pour chaque espèce : G. cubensis est plus plastique écologiquement et se retrouve beaucoup plus dans les sites anthropisés.L'étude des compatibilités douve/mollusque a révélé l’existence de populations avec une résistance naturelle à l’infection par F. hepatica chez la limnée P. columella. Ces populations sont génétiquement différenciées des populations sensibles. La plupart des populations sensibles sont monomorphes avec le même haplotype très répandu. Par contre, on a observé une diversité génétique plus importante chez G. cubensis qui suggère un temps évolutif plus ancien à Cuba. L’échantillonnage fait dans une aire de où la fasciolose sévit fortement chez le bétail a révélé un très faible taux d’infection naturel chez les limnées, mais avec de fortes variations d'intensités. Différentes combinaisons douve/limnée sympatriques et allopatriques testées expérimentalement ont montré une compatibilité supérieure de G. cubensis qui suggère une meilleure adaptation aux souches de F. hepatica cubaines.Les résultats obtenus montrent que la compréhension de la dynamique des maladies infectieuses ainsi que leur contrôle doivent s’appuyer sur des connaissances très solides de la biologie, écologie, génétique et évolution des systèmes hôtes – parasites. / Host – parasite interactions are biological systems that probably affect every living being. It also constitute a key factor in the understanding of infectious diseases. This subject has been studied using the Fasciola hepatica/Lymnaeidae system in the insular environment of Cuba. This thesis makes a biological multidisciplinary approach through population ecology (distribution and abundance of intermediary hosts snails), infection rates estimations of parasites in their hosts, population genetics using microsatellites markers (for both parasite and snails hosts), and studies of susceptibility and compatibility fluke/snail.The genetic diversity of the parasite is characterized by high values of diversity as well as probability of cross fertilization. However, we failed to detect significant differences between the strains but a highly infection rate is shared in cattle.Regarding the lymnaeid snails, the distribution of the two occurring species is mapped showing that Galba cubensis is widely distributed while Pseudosuccinea columella only exists in central-western Cuba. Both snail species differ in preferred habitat types and G. cubensis displays a higher ecological plasticity commonly observed in heavily human-transformed sites.Differences in host-parasite compatibilities have been revealed. It has been noted the existence of some populations of P. columella with a natural resistance to F. hepatica infection which display a marked differentiation of their population genetic structure compared to susceptible populations. Most susceptible populations are monomorphic with a very common haplotype in Cuba. Conversely, we observed a higher diversity in G. cubensis indicating a larger evolutionary time in Cuba. The sampling conducted in a fasciolosis endemic area revealed very low prevalences in the snail populations. However, strong variation in parasite mean intensity within individuals supports the high infection rates observed in cattle. Different sympatric and allopatric fluke/snail combinations were experimentally tested in which G. cubensis proved to be more compatible and suggest a better adaptation to the circulating F. hepatica in Cuba.Our results show that the understanding of infectious diseases’ dynamics and their effective control must strictly rely in a full knowledge of the biology, ecology, genetics and evolution of host – parasite systems.

Depuis 2006, une recrudescence de cas de protostrongylose, parasitose liée à la présence de nématodes au niveau pulmonaire, apparaît dans le Sud-est de la France au sein de la population de lièvres européens (Lepus europaeus). Le cycle de développement de ces parasites nécessite le passage obligatoire par un hôte intermédiaire connu pour être un mollusque gastéropode terrestre. Notre programme a pour objectif l'étude épidémiologique de la maladie et notamment l'identification des acteurs du cycle parasitaire.Basée sur une analyse morphologique et moléculaire, nous identifions : Protostrongylus pulmonalis (Frölich, 1802) fréquemment inventorié en Europe et P. oryctolagi Babos, 1955, décrit à une seule occasion en Hongrie en 1955, comme les agents responsables de la protostrongylose en France. Cette étude a permis de déposer de nouvelles séquences d'ADN de référence, utiles pour l'identification ultérieure de nos espèces parasites, en particulier les stades larvaires et sur lesquelles nous nous sommes basées pour la reconnaissance des hôtes intermédiaires intervenant dans le cycle naturel. Sur 3622 mollusques analysés, nous avons mis en évidence des larves de stade 3 (P. pulmonalis et P. oryctolagi) à partir de 18 individus, appartenant à la famille des Hygromiidae et dont l'identification spécifique repose sur différents marqueurs moléculaires (de loin préférables aux critères morphologiques). Au sein des populations de lièvres, nous identifions l'âge et l'environnement, en lien avec la répartition des hôtes intermédiaires comme les facteurs de risque de la maladie. Le parasitisme, concernant près de 55% des animaux, n'a pas eu d'effet mesurable sur l'état général de l'hôte, mais pourrait être impliquée dans une diminution de la fécondité des hases, suggérant un impact potentiel sur les dynamiques de populations de lièvres. / Since 2006, in the South-East of France, we observe an increase in the number of hares (Lepus europaeus) suffering from pulmonary protostrongyliasis, which is a parasitic disease caused by nematodes in the lungs. The development cycle of these parasites requires the obligatory pathway through an intermediate host, terrestrial gastropod mollusk. Our goal was the epidemiological study of the disease, particularly the identification of the parasite cycle.Based on morphological and molecular analysis, we identified two causative agents of pulmonary protostrongyliasis in France: Protostrongylus pulmonalis (Frölich, 1802) frequently inventoried in Europe and P. oryctolagi Babos, 1955 described only once in Hungary in 1955. Thus new reference sequences of DNA are available, which is useful for the subsequent identification of our parasite species and particularly for larvae-stage, allowing the recognition of intermediate hosts involved in their natural cycle. In total 3622 terrestrial mollusks were analyzed. We identified three-stage larvae of P. pulmonalis and P. oryctolagi from 18 individuals belonging to the family of Hygromiidae and belonging to several species identified with different molecular markers. In the hare populations, we identify the age and environment (in association with the distribution of intermediate hosts) as risk factors for the disease. The parasite, with approximately 55% of infected animals, had no measurable effect on the health status of the host, but could be involved in a decrease in the fecundity, suggesting a potential impact on population dynamics of hares.

Une des contraintes biotiques majeures de la riziculture de bas-fond au nord du Togo est l’adventice parasite Rhamphicarpa fistulosa (Hochst.) Benth. Afin d’évaluer les options stratégiques pour contrôler efficacement R. fistulosa, notre étude a été conduite avec comme principaux objectifs : 1) l’identification de la répartition de R. fistulosa et l’étude des facteurs qui favorisent son infestation, 2) l’étude de l’impact des niveaux d’infestation sur la flore adventice du riz, et 3) la caractérisation des interactions hôte-parasite et de leurs impacts sur le développement de l’hôte et les performances reproductives du parasite. A l’issu des prospections de terrain, les plus fortes infestations ont été retrouvées sur des sols majoritairement à texture sableuse et très pauvres en matière organique. Une flore adventice très diversifiée a été retrouvée en présence de R. fistulosa, certaines adventices pouvant être parasitées et constituer éventuellement un réservoir pour accroître le stock semencier du parasite. En conditions contrôlées, R. fistulosa se développe et se reproduit aussi bien sur le riz que sur la tomate, alors que le soja retarde la reproduction du parasite. La germination des graines de R. fistulosa est maximale en présence de graines de plantes cultivées ou adventices. Les graines nouvellement récoltées ont une dormance de plus de six mois, mais leur germination a été stimulée par la présence de phytohormones. En conclusion, les meilleures stratégies de lutte doivent impliquer le contrôle par les semis tardifs, les rotations culturales avec les légumineuses comme le soja, l’arachide ou le niébé, et les cultures maraîchères. / Main biotic constraints to rain-fed lowland rice cultivation in northern Togo include the parasitic weed Rhamphicarpa fistulosa (Hochst.) Benth. In order to evaluate efficient strategies to control R. fistulosa, our study was performed taking into account the following main objectives: 1) Identification of the distribution of R. fistulosa and study of the factors favouring its infestation, 2) Study of the impacts of infestation levels on rice weed communities, and 3) Characterization of the host-parasite interactions and their impacts on the host development and the parasite reproduction. Following fields investigations, highest infestations were observed on sandy soils with low levels of organic matter.In addition, weed flora found in the presence of R. fistulosa was much diversified and some weeds were found to been parasitized and could possibly constitute reservoirs to increase the seed stock of the parasite. In controlled experiments, R. fistulosa grown and reproduced better on rice and tomato crops, than on soybean which delayed the reproduction of the parasite. Germination of R. fistulosa seeds was stimulated in presence of cultivated crops or weeds. New collected seeds shown six months dormancy but their germination was stimulated in presence of phytohormones. In conclusion, the best strategies to control R. fistulosa must include delayed sowing, crop rotation with leguminous species (i.e. soybean, peanut or cowpea) and vegetable cropsKeywords: Rhamphicarpa fistulosa, rice, lowland, parasitism, host-parasite interaction, weeds.

This work allowed the first characterization of the three members of the chloride channel CLC family in T.brucei. The TbCLCs are expressed in the two proliferative stages of the parasite and two of their members appear non-essential. The three TbCLCs act as chloride transporters in X.laevis oocytes and some of their biophysical properties were determined. Furthermore, TbCLC-b appeared to be involved in lysis by the human innate immunity protein apoL-1<p>A novel function of T.brucei adenylate cyclases was discovered in their ability to suppress expression of the innate immunity protein TNF-α. The suppression of the innate response occurs before the first peak of parasitemia and reduces the host ability to control the parasite.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished