Dans ce travail, nous avons voulu apporter notre contribution dans le domaine de la recherche sur les poux humains, afin d’en savoir plus sur l’origine et la phylogéographie des clades, les pathogènes qui leurs sont associés et comprendre les mécanismes impliqués dans la résistance à l’ivermectine. Nous avons obtenu des résultats concrets dans chacune des thématiques abordées. En effet, nous avons (i) pour la première fois rapporté la présence de clade B au Moyen-Orient datant de plus de 2000 ans, supportant une origine asiatique pour ce clade, (ii) mis en évidence l'existence d'un nouveau clade mitochondrial (Clade F), (iii) mis en place une nouvelle technique de PCR en temps réel pour l’identification moléculaire rapide des clades de poux, (iv) mis en évidence chez des poux de tête la présence de l’ADN de plusieurs bactéries, dont plusieurs bactéries qui ne sont pas habituellement vectorisées par les poux telles que Coxiella burnetii, Rickettsia aeschlimannii et de potentielles nouvelles espèces de genre Anaplasma et Ehrlichia ont été détectées pour la première fois chez les poux. Enfin, nous rapportons des données nouvelles sur la résistance des poux à l’ivermectine : (v) en mettant en évidence la présence de trois mutations non-synonymes au niveau de GluCl des poux cliniquement résistants à l’ivermectine, (vi) et en démontrant, pour la première fois, chez une population de poux de laboratoire résistante à l’ivermectine qu’une répression significative de la complexine est à l’origine de la résistance. Cette découverte représente la première évidence liant la complexine à la résistance aux insecticides. / In this thesis, we are interested in studying human lice and we aimed to learn more about the origin and phylogeography of clades, lice-borne associated pathogens and to investigate potential mechanisms underlying resistance to ivermectin in lice. We obtained concrete results that have led to scientific publications. Indeed, (i) we reported for the first time the existence of the clade B in the Middle East, dating approximately to 2,000 years old, supporting an Asian origin for this clade, (ii) we highlighted the existence of a sixth mitochondrial clade (Clade F), (iii) we developed a new qPCR for a quick molecular identification of all the known clades of lice, (iv) we identified the presence of the DNA of several bacterial pathogens in head lice, among which several bacteria are not usually associated with lice, such as Coxiella burnetii, Rickettsia aeschlimannii, Borrelia theileri and potential new species from the Anaplasma and Ehrlichia. We finally, investigated mechanisms underlying resistance to ivermectin in lice: (v) we have identified, for the first time, the occurrence of three non-synonymous mutations in GluCl gene in clinically confirmed ivermectin resistant head lice, (vi) and we have identified the involvement of neuronal protein, a complexin, in laboratory ivermectin-selected resistant lice. This finding represents the first evidence linking complexin to insecticide resistance.

La gale humaine, récemment reconnue comme maladie tropicale négligée par l’OMS est due à l'acarien Sarcoptes scabiei variété hominis. La gale est un problème majeur de santé publique avec une prévalence mondiale estimée à 200 millions de cas/an. La morbidité est surtout liée aux surinfections bactériennes par Streptococcus pyogenes et Staphylococcus aureus. L’arsenal thérapeutique demeure limité. Plusieurs molécules sont disponibles, surtout des traitements topiques (dont la perméthrine). L’ivermectine de la famille des lactones macrocycliques est la seule molécule orale disponible. Elle a une efficacité prouvée mais pas absolue. La plupart des molécules ne sont pas ovicides et leurs demi-vies, plus courtes que le cycle du parasite, impliquent de proposer systématiquement une deuxième application/prise à une semaine d’intervalle. Des inquiétudes concernant l'apparition de sarcoptes résistants à la perméthrine et à l’ivermectine apparaissent. Des alternatives sont donc nécessaires à courte échéance. Le traitement de la gale comprend toujours un traitement médical pour le patient et ses contacts mais également une désinfection de son environnement mais aucune mesure de décontamination n’a pu réellement faire la preuve de son efficacité.L’objectif de cette thèse a été de proposer et d’évaluer des alternatives thérapeutiques pour la prise en charge de la gale en utilisant de nouveaux modèles expérimentaux, in vitro et in vivo, notamment dans un modèle animal porcin. Dans la première partie de la thèse, deux spécialités vétérinaires de la famille des lactones macrocycliques (moxidectine) ou des isoxazolines (afoxolaner) ont été évaluées dans deux essais thérapeutiques. L’efficacité d’une administration orale unique de moxidectine et d’afoxolaner a été évaluée sur des porcs expérimentalement infestés. Une évaluation pharmacologique plasmatique et cutanée a aussi pu être réalisée. La deuxième partie de la thèse a porté sur une meilleure connaissance des molécules déjà disponibles et sur leur amélioration. L’activité ovicide de différentes molécules a été évaluée. La possibilité d’utiliser une dose plus importante d’ivermectine a pu elle aussi être étudiée. Dans la troisième partie de la thèse, nous avons travaillé sur la prise en charge de l’environnement. Nous avons évalué in vitro l’efficacité́ de différentes procédures de lavage en machine pour l’éradication d’une population de Sarcoptes scabiei ainsi que l’effet de la congélation, du séchage en lave-linge et de l’utilité de sacs en plastique occlus. Nous avons aussi étudier l’activité de molécules répulsives ou de produits acaricides pour la prise en charge des sarcoptes dans l’environnement.L’ensemble des résultats de ces différentes études va nous permettre de proposer de nouvelles alternatives pour la prise en charge thérapeutique de la gale. Certaines nouvelles alternatives vont pourvoir être évaluées chez l’homme prochainement. Pour l’environnement, des recommandations précises et universelles à l’échelle individuelle mais aussi collective pourront être proposées dans les pays développés mais aussi dans les pays en voie de développement. / Human scabies is caused by the mite Sarcoptes scabiei variety hominis. Scabies was recently recognized as a neglected tropical disease, due to its high global prevalence estimated to be around 200 million cases/year and its high morbidity mainly related to bacterial superinfection by Streptococcus pyogenes and Staphylococcus aureus. The therapeutic arsenal remains limited. Several molecules are available, including topical treatments. Ivermectin, a member of the macrocyclic lactone family is the only oral drug available. It has proven efficacy but not absolute. Most molecules are not ovicidal and their half-lives are too short to cover the entire parasite cycle. Indeed, a second application/intake at one week interval is mandatory. Furthermore, resistance to the main acaricides has been reported. Thus, alternatives need to be found in the short term. Treatment of scabies always includes medical treatment for the patient and his contacts, but also a disinfection of his environment. However, the efficacy of decontamination procedures, especially those possible in resource poor settings, has not been determined with a good level of evidence.The aim of this thesis was to propose and evaluate therapeutic alternatives for the management of scabies by using new experimental models, in vitro and, in vivo in an experimental porcine animal model.In the first part of the thesis, two veterinary molecules from the macrocyclic lactones family (moxidectin) or the isoxazolines (afoxolaner) were evaluated in two therapeutic trials. Efficacy of a single oral administration of moxidectin and afoxolaner was evaluated in experimentally infested pigs. A plasma and cutaneous pharmacological evaluation was also possible.The second part of the thesis focused on increasing our knowledge on molecules already available and on their improvement. We studied the ovicidal activities of currently available molecules for human scabies treatment and molecules use in the veterinary clinic. Furthermore, we studied the potential of a higher dose of ivermectin for scabies treatment.In the third part of the thesis, we worked on the management of the environment. We evaluated in vitro the effectiveness of different machine washing procedures for the eradication of a population of Sarcoptes scabiei as well as the effect of freezing, drying and the usefulness of closed plastic bags. We also studied the activity of repellent molecules or acaricide products for the management of Sarcoptes mites in the environment.Using the results of these different studies it will be possible to propose new alternatives for the therapeutic management of human scabies. New alternatives will be evaluated in humans in the next future. For the environment, specific and universal recommendations at individual and collective level will be proposed.

l’onchocercose et examine les principaux défis liés à l'élimination de l'onchocercose. Pour atteindre nos objectifs, 3 études rétrospectives ainsi que 3 études prospectives ont été réalisées. Ainsi, nous avons constaté que la maladie est présente dans les 26 provinces du pays, celle-ci est méconnue de la population et la participation communautaire au TIDC est faible à cause des effets secondaires du médicament dans les zones coendémiques et l’absence de l’éducation à la santé. Nonobstant les 18 années d’intervention pour contrôler et éliminer l'onchocercose en RDC, l’interruption de la transmission et ou de la prolifération du parasite dans différentes communautés y reste d’actualité. Bien que les stratégies y soient passées de la lutte contre la maladie à son élimination d'ici 2025 selon les projections de l’OMS, elles demeurent tout de même difficiles à atteindre à ce jour en RDC. Plusieurs actions sont encore indispensables pour faciliter l’éradication de la transmission de l’onchocercose en RDC comme :l’épandage aérien d’insecticide, les campagnes d’éducation pour la santé, les formations des distributeurs communautaires et d’agents de santé et la cartographie de toutes les zones de transmission et des zones endémiques à statut inconnu. Il est impérieux de souligner que la lutte contre la maladie est confrontée à certains défis tels que :la coendémicité de l'onchocercose et de la loase, la résistance à l'Ivermectine, la réticence de certaines populations au sein des communautés à adhérer au TIDC, les conflits et troubles civils, les difficultés de mise en œuvre du programme d’ordre technique et financier. Ainsi, nous recommandons :la mise au point d’une cartographie complète de l'élimination, l’adoption d'une approche différente de distribution des médicaments, l’instauration d’une surveillance et évaluation de routine du traitement de masse et le renforcement des partenariats en vue d’une coordination d’activités plus pérenne et d’un financement continu. Le Programme National de Lutte contre les Maladies Tropicales Négligées à Chimiothérapies Préventives (PNLMTN-CTP) doit planifier, coordonner et évaluer régulièrement ses interventions en RDC. Par conséquent, identifier les facteurs empêchant l'interruption de la transmission du parasite et prendre des mesures correctives pour éliminer la maladie en s’inspirant notamment des celles prises en Amériques, s’avèrent indispensables. Par ailleurs, la mise en œuvre des stratégies alternatives de traitement pour accélérer le processus d’élimination de l’onchocercose reste également une priorité.Mots-clés :Onchocercose, Ivermectine, stratégies, mesures, lutte, défis, RDC / Doctorat en Santé Publique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les infections par les nématodes gastro-intestinaux entrainent des baisses en productions animales et des pertes économiques majeures pour les éleveurs. Les lactones macrocycliques (LMs) sont parmi les antiparasitaires les plus utilisés dans la lutte contre les nématodes gastro-intestinaux en médecine vétérinaire. De part une utilisation intensive, des résistances aux LMs chez les parasites gastro-intestinaux se sont développées au sein des élevages du monde entier mettant en péril l'efficacité thérapeutique de ces molécules. Par ailleurs, le développement de nouveaux antiparasitaires est limité. Ainsi, un des enjeux pour assurer le contrôle de ces parasites est de ralentir les phénomènes de résistance aux LMs afin de prolonger leur efficacité. Le succès d'une telle stratégie repose sur les connaissances précises des mécanismes impliqués dans la résistance. Parmi eux, la modulation des systèmes de détoxification est décrite lors de phénomènes de résistance aux LMs. Au cours de ces travaux, nous avons étudiés la régulation des systèmes de détoxification, en réponse à l'ivermectine chez l'hôte. Nous avons montré, en comparaison à une administration unique, qu'une administration répétée d'ivermectine par voie orale chez la souris est responsable de l'induction de l'expression de certains gènes transporteurs ABC et cytochromes impliqués dans son métabolisme. Ceci entraîne, à la fois, une diminution de la concentration de la molécule parentale et une augmentation de la teneur de son métabolite principal dans le plasma et l'intestin. Ensuite, nous avons étudié l'implication des mécanismes de régulation des systèmes de détoxification, et notamment les récepteurs nucléaires, dans la tolérance à l'ivermectine chez le nématode C.elegans. Nous avons montré que le récepteur nucléaire nhr-a est important pour la tolérance et le développement de la résistance à l'ivermectine. Enfin, nous avons étudié l'impact d'inhibiteurs des transporteurs ABC sur l'efficacité de l'ivermectine. Nous avons mis en évidence la capacité de certains flavonoïdes et de l'ivermectine aglycone à potentialiser l'efficacité de l'ivermectine chez le nématode. Une exposition d'ivermectine induit la surexpression des systèmes de détoxification chez l'hôte. Ceci pourrait être la base des mécanismes moléculaires de la résistance chez le nématode. Cibler les systèmes de détoxification ou les mécanismes de résistance, par des inhibiteurs adaptés, représente une stratégie pertinente pour potentialiser l'efficacité de l'ivermectine. / Infections with gastrointestinal nematodes (GINs) in livestock leads to major losses in production and consequently impact economically farmers. Their intensive use has led to widespread anthelmintic resistance which is nowadays the main threat on the sustainable control of GINs in livestock. The development of new anthelmintic is limited due to the cost of such process. Then, the challenge remains in optimizing the use of existing molecules. Therefore, it is urgent to limit and control MLs resistance in order to extend their efficacy and to avoid therapeutic failure. Resistance mechanisms remain to be elucidated. In that context, we investigated regulatory mechanism of detoxification systems of ivermectin implicated in therapeutic efficacy in host and resistance development in nematode. Therapeutic combinations of ivermectin with flavonoïds have been evaluated to potentiate its efficacy in nematode. We showed that repeated oral administration of ivermectin induced gene expression encoding some ABC efflux transporters and cytochromes involved in its metabolism. Compared with single administration, repeated ivermectin administration lowered plasma, liver and intestine drug concentration, while increasing main metabolite content in plasma and intestine. We have also shown that nuclear receptor nhr-a was important for ivermectin tolerance and ivermectin development of resistance in C. elegans. Finally, we demonstrated the ability of the flavonoïd phloretin to potentiate ivermectin efficacy in the nematode C. elegans. Taken together, these data suggest that induction of detoxification systems impact on ivermectin distribution and targeting their regulation could be an appropriate strategy to potentiate ivermectin efficacy in host and to reverse resistance in nematode.

Des systèmes injectables de formation in situ ont été utilisés dans les dernières années pour l'obtention de formulations de préparation facile et permettant la libération prolongée de principes actifs. Ces systèmes utilisant des solvants biocompatibles et des polymères biodégradables sont des liquides (solutions ou émulsions) qui une fois injectés dans l'organisme donnent lieu à des implants (ISI) ou à des microparticules (ISM) solides. La formation de ces systèmes est induite par la précipitation du polymère à partir des solutions polymériques qu'ils contiennent lors du contact avec les fluides corporaux aqueux. Dans ce travail, des ISI et des ISM, réalisés à partir des polymères de l'acide lactique et/ou glycolique (PLA et PLGA) et des différents solvants biocompatibles, pour la libération prolongée d?ivermectine (IVM), un principe actif antiparasitaire faiblement biodisponible par la voie orale, ont été développés. Les profils de libération du principe actif in vitro et in vivo à partir de ces systèmes, ont été comparés avec ceux obtenus à partir de microparticules réalisées par la méthode classique dite d'émulsion simple - évaporation de solvant ; il s'agit d'une technique aux multiples étapes, à coût élevé et dont l'utilisation de solvants toxiques la font difficilement industrialisable. La libération du principe actif à partir des microparticules obtenues par émulsion simple/évaporation du solvant a été influencée par la forte interaction du principe actif avec les polymères mais aussi par la porosité. Dans le cas des systèmes in situ, la vitesse de libération d'IVM a été conditionnée par la solubilité dans l'eau du solvant biocompatible sélectionné et par les interactions solvant/polymère. Pour les ISM, des paramètres tels que la nature de la phase externe, aqueuse (ISM-O/W) ou huileuse (ISM-O/O), la solubilité dans l'eau du solvant de la phase interne, l'affinité entre les phases et l'affinité de l'IVM pour chacune des phases, ont déterminé la vitesse de libération du principe actif. La bonne stabilité ainsi que les profils de libération plus prolongés et présentant une faible libération initiale du principe actif in vivo et in vitro, ont montré que les ISI et les ISM réalisés à partir de solvants biocompatibles de faible solubilité dans l'eau tels que la triacetine sont les plus indiqués pour l'encapsulation d'IVM par rapport à ceux plus solubles dans l'eau comme la N-methyl-2-pyrrolidone et la 2-pyrrolidone. Ces systèmes représentent donc une alternative intéressante par rapport aux formulations conventionnelles d'IVM / In situ forming injectable systems have been used in the past years to obtain sustained drug release formulations which are easy to prepare. These systems using biocompatible solvents and biodegradable polymers are liquids (solutions or emulsions) that upon injection on the body lead to solid implants (ISI) or microparticles (ISM). These systems are formed in contact with water body fluids by polymer precipitation from the polymeric solution. In this work, ISI and ISM made from lactide and/or glycolide polymers (PLA and PLGA) and different biocompatible solvents were performed to obtain sustained release of ivermectin (IVM), an antiparasitic drug with a low oral bioavailability. In vitro and in vivo drug release profiles from these systems were compared with those from microparticles obtained by the classical simple emulsion/solvent evaporation method, which is difficult to propose in industry because of its multiple steps, high cost and the solvent toxicity. Drug release from simple emulsion/solvent evaporation microparticles was affected by the strong polymer/drug interactions and porosity. Concerning to in situ forming systems, the rate of IVM release was dependent on solvent water solubility and solvent/polymer interactions. The nature of the external phase, water (ISM-O/W) or oil (ISM-O/O), the water solubility of the solvent in the internal phase, phase affinity and IVM/phase affinity determined drug release from ISM. The good stability, the in vitro and in vivo sustained release and the low burst effect of IVM, indicated that ISI and ISM formulated from low hydrosoluble biocompatible solvents such as triacetin are more appropriated to IVM formulation instead of those based on more hydrophilic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone and 2-pyrrolidone). These systems are an interesting alternative to conventional IVM formulations

La résistance aux lactones macrocycliques (LM) constitue une préoccupation croissante dans le contrôle des nématodes parasitaires, notamment l'Haemonchus contortus chez les ruminants. Parmi les mécanismes étudiés dans la résistance aux LM chez les nématodes d’importance en santé animale, il y a les pompes ABC, principalement les glycoprotéines-p, connues pour leur rôle dans la détoxification des LM chez les strongles. Il n'existe toutefois aucune étude sur l'extrusion des lipides par les pompes ABC en tant que produits excrétoires/sécrétoires provenant d'H. contortus (Hc-PES). Nous émettons l’hypothèse que les pompes ABC chez H. contortus sont à la fois impliquées dans l’extrusion de LM (contribuant à la résistance aux antihelminthiques) et dans l’efflux de lipides secrétés par le parasite. Notre objectif était de caractériser le rôle des pompes ABC chez H. contortus dans le contexte de la résistance aux LM et de l'extrusion des lipides. L'efficacité de l'ivermectine, un membre de LM, a été évaluée dans 8 fermes étudiées par un test de réduction de la numération des œufs dans les selles (TRNOS). Les niveaux d'expression des pompes ABC ont été évalués dans des isolats de champ d’H. contortus avec des résultats TRNOS faibles (présumé souches résistantes). D’ailleurs, des vers adultes d’H. contortus ont été incubés avec trois inhibiteurs de pompes ABC, dont le Fumitremorgin C, le Kétoconazole et le Mk-571 à concentrations différentes. Les lipides ont été identifiés par CL/SM dans les milieux de culture récupérés à 2 h, à 4 h et à 8 h après l'incubation d’H. contortus dans les groupes contrôle et traités. L'expression des gènes Hco-pgp-2 et Hco-pgp-3 était augmentée chez les isolats de champ d’H. contortus. Nous avons identifié 1045 lipides appartenant à diverses catégories. L'extrusion des lipides en Hc-PES a changé en présence d'inhibiteurs de pompes ABC, en particulier pour les lipides composés de structures correspondant à celles pour le transport par les pompes ABC. Nous avons donc conclu que les pompes ABC chez H. contortus représentent un système de multi-extrusion et sont impliquées dans la sécrétion de lipides avec importance dans l’interaction avec l’hôte, mais aussi dans la résistance aux LM chez le nématode. / Macrocyclic lactones (MLs) resistance is a growing concern in controlling parasitic nematodes, particularly Haemonchus contortus in the ruminants’ industry. ABC transporters are known to participate in translocating various lipophilic molecules, including MLs and lipids. Some ABC transporters, mostly P-glycoproteins are known to be involved in MLs detoxification in parasitic nematodes; but there is no data about extrusion of lipids by ABC transporters as Excretory/Secretory Products in H. contortus (Hc-ESP). We hypothesize that ABC transporters in H. contortus have a dual role participating in the efflux of MLs, thus contributing to anthelmintic resistance, and in the extrusion of lipids out of the parasite. This study aimed to characterize the role of H. contortus ABC transporters in the context of ML resistance and the extrusion of lipids. Ivermectin (a member of MLs) efficacy was evaluated in 8 studied farms by the fecal egg count reduction test (FECRT). The expression levels of ABC transporters were evaluated in field isolates of H. contortus with low FECRT results (suspected of resistance). H. contortus adult worms were incubated with three ABC inhibitors, such as Fumitremorgin C, Ketoconazole and Mk-571 with different concentrations. Lipids were identified by LC/MS in culture media at 2h, 4h and 8h post incubation with H. contortus in control and treated groups. Hco-pgp-2 and Hco-pgp-3 were found upregulated in H. contortus field isolates. We identified 1045 lipid molecules belonging to different categories. Interestingly, the lipid profile in Hc-ESP was altered in the presence of ABC transporter inhibitors, which shows structural features compatible as substrates for nematode transporters’ activity. Therefore, ABC transporters in H. contortus participate in extrusion of lipids and also may help in detoxification of MLs, becoming a multipurpose pumping system involved in ML resistance and secretion of lipids at the interplay with the host and among nematodes.