Il est maintenant connu que de nombreux invertébrés peuvent moduler leur réponse immunitaire en fonction de leur expérience immunologique. Ce phénomène est appelé priming immunitaire. Si les mécanismes du priming immunitaire restent encore assez méconnus, il a pour conséquence d’apporter un bénéfice aux individus lors d’une seconde rencontre avec un agent pathogène, via une élévation de leur immunocompétence. Une caractéristique assez étonnante du priming immunitaire est qu’il peut se manifester chez la descendance. Ce transfert trans-générationnel d’immunité (TTGI), ainsi que le priming immunitaire, doivent avoir évolués à la suite de challenges répétitifs par les mêmes agents pathogènes durant la vie des individus et au fil des générations. Ainsi, le priming et le TTGI doivent être plus efficaces et moins coûteux vis à vis des parasites exposant l’hôte à la plus grande probabilité de réinfection. De plus, il est maintenant prouvé que la réponse immunitaire chez les insectes est génétiquement variable. Pour comprendre l’évolution du TTGI et de son potentiel de réponse à la sélection, il convient d’étudier la composante génétique de sa variabilité. Au cours de cette thèse, j’ai associé l’expression du priming et du TTGI chez un insecte à un type de bactéries, qui a du agir comme la principale pression de sélection sur le système immunitaire de cette espèce hôte. Cela s’est fait via l’identification de différents coûts et bénéfices, qui ont également mis en exergue certains mécanismes possibles dans la réalisation de ces phénomènes immunitaires. Pour ce faire, j’ai utilisé comme organisme modèle le ténébrion meunier, Tenebrio molitor.Dans le premier chapitre, nous avons étudié la survie d’individus adultes de T. molitor face à une infection bactérienne, en fonction de leur propre expérience immunitaire ou de celle de leur mère. Nous avons constaté que le priming et le TTGI étaient plus efficaces et moins coûteux vis à vis des bactéries à Gram-positif. Cetté étude a également révélé que, contrairement à ce que de précédentes recherches suggérent, les hémocytes ne jouent pas nécessairement un rôle majeur dans le priming immunitaire et le TTGI.Dans le deuxième chapitre, nous avons stimulé le système immunitaire de femelles adultes de T. molitor avec deux bactéries Gram-positives. Nous avons mis en évidence que la protection transmise aux oeufs pouvait résulter d’un transfert maternel de peptides antibactérien, ou que ces peptides pouvaient être produits par l’œuf lui-même, en fonction de la bactérie utilisé pour stimuler la mère. Il s’avère que quel que soit le mécanisme, le TTGI améliore le taux d’éclosion des œufs et peut même s’accompagner d’un bénéfice en survie pour les jeunes larves.Dans le troisième chapitre, nous avons stimulé le système immunitaire de femelles de lignées consanguines afin de quantifier la variation génétique de l'investissement maternel à la protection des œufs et mesuré d’autres traits associés à la valeur sélective des mères et de la descendance. Malheureusement, du fait d’un nombre trop faible de lignées et d’individus utilisés au sein de nos lignées, il nous a été impossible de conclure quant à l’existence de bases génétiques associées au TTGI.Dans le quatrième chapitre, nous avons passé en revue l’ensemble des études concernant le TTGI. Cela nous a permis de mettre en exergue les principales caractéristiques et les mécanismes identifiés, en fonction de l’écologie et de l’évolution du phénomène.Les bénéfices et les coûts associés au priming ainsi qu’au TTGI suggèrent que les bactéries à Gram-positif ont été la principale pression de sélection ayant contraint l’évolution du système immunitaire de T. molitor. En ce qui concerne le TTGI, de plus amples recherches sont nécessaires afin de trancher quant à l’existence de bases génétiques associées au phénomène. / Many organisms can improve their immune response as a function of their immunological experience, a phenomenon called immune priming. While the mechanisms through which immune priming is achieved remain unknown, individuals that survived to a given parasite are better protected against subsequent exposures. This immune priming can cross generations (trans-generational immune priming – TGIP), preparing offspring for prevailing parasite environment. Both individual and trans-generational immune priming might be adaptive and may have evolved from repeated challenges by the same pathogens during the host lifetime or across generation. While protection could be cross-reactive, a certain level of specificity may exist in response to the range of pathogens from which immue priming may have evolved. Thus, immune priming and TGIP should be more efficient and less costly with respect to pathogens exposing the host to the greatest probability of re-infection. Moreover, it is now known that insect immune response is genetically variable. To understand the evolution of TGIP and its impact on life history evolution, we need to explore its quantitative genetics. During my thesis, I found that the expression of individual immune priming and TGIP in the mealworm beetle, Tenebrio molitor, is dependent of a range of pathogens that might have been a major selective pressure on the immune system of this insect species. This was done through the characterisation of costs and benefits of the expression of immune priming in response to challenges with a large range of bacterial pathogens. This work also highlighted potential mechanisms through which these immune phenomena could be achieved.In a first chapter of this thesis, we examined the survival of individuals to infection with different bacteria according to their own immunological experience or that of their mother with these bacteria. We found that priming response to Gram-positive bacteria was particularly more efficient and less costly than priming response to Gram-negative bacteria. This study also shows that, contrary to what is currently believed, the cellular component of the T. molitor immune system does not necessarly play a major role in providing immune protection through individual immune priming or TGIP.In a second chapter, we have stimulated the immune system of adult females with two Gram-positive bacteria to study maternal transfer of immunity to the eggs. We found that the process throght which eggs are protected is dependent on the bacterial pathogen used to immune challenge the mother. Indeed, depending of the bacterial pathogen that immune challenged the mother, antibacterial activity in the eggs are either transfeered by the mother or produced by the egg itself, Furthermore, whatever the mechanism through which egg protection was achieved, primed eggs exhibited enhanced hatching rate and the resulting larvae even showed improved early survival to food privation.In a third chapter, we used inbred lines of T. molitor to study the quantitative genetics of TGIP. The aim of this work was to test whether TGIP could be heritable and whether its expression is genetically associated to other fintness traits of mothers and offspring. Unfortunately, due to a low number of inbred lines available and a low number of samples within some of these lines, it was impossible to conclude about the genetic basis associated to TGIP.In a fourth chapter, we produced a review on TGIP. This allowed us to highlight the main characteristics and mechanisms curently identified, and the ecology and the evolution of the phenomenon.Costs and benefits associated to immune priming and TGIP suggest that Gram-positive bacteria might have been a major selective pressure at the origin of these phenomena in T. molitor. Whether TGIP has genetic basis still required further research.

Le transfert trans-générationnel d’immunité (TTGI) est défini comme étant une élévation de l’immunocompétence de la descendance suite à la rencontre des femelles avec un organisme pathogène. Le TTGI est un phénomène bien connu chez les vertébrés, chez lesquels il se réalise par le transfert d’anticorps de la mère au jeune. Il n’a été décrit que récemment chez les invertébrés, chez lesquels le support de sa transmission est encore inconnu. Le TTGI apporte un bénéfice aux descendants lorsqu’ils rencontrent l’infection vécue par la mère, dans quel cas l’élévation de leur immunocompétence a un effet protecteur. Cependant, au-delà de ce bénéfice, plusieurs indices suggèrent que le TTGI est un phénomène coûteux pour les organismes. L’évolution du TTGI ne sera permise chez une espèce que lorsque les bénéfices qu’il représente en termes de protection des descendants surpasseront les coûts qu’il représente pour eux en termes de fitness. Ainsi, l’étude de ses coûts et de ses bénéfices nous renseigne sur les pressions de sélection qui ont conduit à son évolution chez les invertébrés. Au cours de cette thèse, j’ai associé l’expression du TTGI chez un insecte avec un certain nombre de coûts, tant pour les femelles qui le réalisent que pour les descendants qui l’expriment. Pour ce faire, j’ai utilisé comme organisme modèle le ver de farine, Tenebrio molitor. Dans le premier chapitre, nous avons stimulé le système immunitaire des femelles adultes de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et étudié divers aspects de la transmission d’activité antibactérienne aux œufs qui en résultait. Cela nous a permis de voir que la transmission d’activité antibactérienne interne aux œufs commençait deux jours après la stimulation du système immunitaire des femelles et cessait après dix jours. Enfin, nous avons pu mettre en évidence un coût pour les femelles à la protection de leurs œufs, en termes de fécondité. Dans le second chapitre, nous stimulé le système immunitaire avec trois microorganismes différents tués par la chaleur, et exposé leurs jeunes larves à des microorganismes vivants. Nous n’avons pas réussi à mettre en évidence d’effet protecteur du TTGI sur les jeunes larves de T. molitor. Il s’avère cependant que l’exposition des jeunes larves à un champignon entomopathogène réduit le délai avant leur seconde mue larvaire. Dans le troisième chapitre, nous avons stimulé soit le système immunitaire des femelles, soit celui des mâles de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et observé différents paramètres de l’immunité de leurs descendants adultes. Cela nous a permis de mettre en évidence que le TTGI d’origine maternelle et paternelle n’affecte pas les mêmes effecteurs immunitaires chez les descendants, et que le TTGI d’origine maternelle comportait un coût pour eux en termes de temps de développement. Ces coûts au TTGI suggèrent qu’il n’est pas seulement une conséquence de la stimulation du système immunitaire des femelles de la génération parentale, mais qu’il est bien un mécanisme qui a été sélectionné du fait des bénéfices qu’il représente pour les organismes dans certaines conditions écologiques / Trans-generational immune priming (TGIP) is defined as the plastic enhancement of offspring's immunocompetence following an immune challenge of the females of the parental generation. In vertebrates, this phenomenon is well described, and is achieved by the maternal transfer of antibodies. In invertebrates however, it has only recently been described. Since invertebrates do not possess antibodies, the mechanism of this transmission remains unknown. If the offspring is exposed to the maternal infection, an elevated immunocompetence can help it cope better with it. Nonetheless, apart from this benefit, several cues indicate that the TGIP bears some fitness costs for individuals. The evolution of TGIP will be favoured when its benefits outweigh its fitness costs. Thus, studying its costs and benefits can lead us to a better understanding of the selection pressures that lead to its evolution in invertebrates. During my thesis, I associated the occurrence of TGIP in an insect, the mealworm beetle Tenebrio molitor, to several fitness costs for the females transmitting it as well as for the offspring receiving it.In the first chapter, we stimulated the adult female's immune system with a non pathogenic immunogene, and studied several aspects of the subsequent transfer of antibacterial activity to the eggs. We saw that the transmission of antibacterial activity inside the eggs started two days after the immune challenge, and stopped at ten. Then, we highlighted a cost for the females on their fecundity to this transmission.In the second chapter, we stimulated the immune system of the females with three different heat-killed microorganisms, and exposed their larval progeny to living microorganisms. We did not see any benefit of the TGIP on the young larvae of T. molitor. However, we saw that the exposure of young larvae to an entomopathogenic fungus decreased the time-lap between the two first larval moults.In the third chapter, we stimulated the immune system of either the adult females or the males of T. molitor, and we observed several immune parameters in their adult offspring. This allowed us to see that maternally and paternally-derived TGIP affected different immune effectors in the adult offspring, and that maternally-derived TGIP bear a cost on the developmental time of the offspring.These fitness costs to the TGIP suggest that it is not just a side-effect of the immune reaction of the females, but rather an investment that has been selected because of the benefits it represents for the offspring in certain ecological conditions

Depuis 2008, des épisodes de surmortalité massive d’origine multifactorielle, affectent mondialement les élevages de juvéniles d’huître creuse Crassostrea gigas dont le virus de type herpès, l’OsHV-1, peut être considéré comme un des agents pathogènes majeurs. L’immunité des huîtres, repose sur un système immunitaire inné et a longtemps été considéré comme peu spécifique et dépourvu de mémoire. Cependant, cette vision a été remise en question via des études ayant démontré l’existence d’une réponse immunitaire spécifique et mémoire chez des invertébrés. Dans le cadre de cette thèse, l’objectif était de caractériser le priming immunitaire antiviral ainsi que ses mécanismes chez l’huître face au virus OsHV-1. En stimulant les huîtres avec un agent mimétique viral, le poly(I:C), nos travaux ont montré que cette molécule protégeait spécifiquement contre l’OsHV-1 en milieu contrôlé et en milieu naturel sur le long terme, en améliorant le taux de survie des huîtres de près de 100%, mais pas d’infections bactériennes. Une approche RNA-seq nous a permis d’identifier différentes voies de signalisations immunitaires antivirales régulées suite à la stimulation par le poly(I:C). Les profils de régulation sont majoritairement maintenus dans le temps (au moins 10 jours), ce qui pourrait expliquer la protection observée. L’ensemble de ces résultats montre l’existence d’un phénomène de priming immunitaire antiviral efficace chez un Lophotrochozoaire et apporte une contribution à la compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à ce phénomène. Ces travaux ont permis d’apporter des pistes de sortie de crise pour la filière ostréicole jusqu’alors inexplorées. / Since 2008, mass mortality events of multifactorial origin have affected the Pacific oyster Crassostrea gigas farms worldwide, in which a herpesvirus, the OsHV-1, can be considered as one of the major pathogens. The immunity of oysters, as for all invertebrates, is based on an innate immune system that has long been considered to be scarcely specific and to lack memory. However, in recent years this simplistic view has been questioned through studies that have demonstrated the existence of a specific immune response and memory. However, knowledge about the mechanisms underlying these phenomena still remains extremely fragmentary. The aim of this thesis was to characterize the antiviral immune priming and its mechanisms in the oyster against OsHV-1. By stimulating oysters with a viral mimic, poly(I:C), we have shown that this molecule specifically protects against OsHV-1 in controlled environment and in natural environment, protecting oysters from mass mortality events on the long term (min. 5 months) by improving oyster survival by almost 100% but does not protect against bacterial infection. A RNA-seq approach carried out during this thesis allowed us to identify different antiviral immune pathways regulated following the stimulation by poly(I:C). The regulation profiles are mostly maintained over time (at least 10 days), which could explain the observed protection. All these results show the existence of an effective antiviral immune priming phenomenon in a Lophotrochozoan and contribute to the understanding of the molecular mechanisms underlying this phenomenon. This work opens new perspectives hitherto unexplored to support oyster farming against this crisis.