Nous avons étudié le rôle de l'immunité innée de la peau lors de la transmission des Borrelia (agent infectieux de la borréliose de Lyme) par son vecteur, une tique dure du genre Ixodes. Nous avons montré que la salive de tique et la protéine salivaire Salp15 inhibent la réaction inflammatoire (production de chimiokines et de peptides antimicrobiens) des kératinocytes induite par Borrelia. Cet effet anti- « alarmine » de la salive de tique contribue probablement à créer un environnement cutané local favorable à la transmission de Borrelia. Nous avons montré que Borrelia induit également au niveau des fibroblastes cutanés la transcription de nombreux gènes proinflammatoires. Nous avons observé un effet toxique direct de la salive de tique sur les fibroblastes cutanés : cet effet dose-dépendant est de nature protéique mais non lié à la protéine Salp15. Ces résultats indiquent que les fibroblastes jouent un rôle important dans l’inflammation cutanée induite par Borrelia. / We studied the role of the skin innate immunity during the transmission of Borrelia (the infectious agent of Lyme borreliosis) by its vector, a hard tick belonging to the genus Ixodes. We showed that tick saliva and its protein Salp15 both inhibate Borrelia-induced inflammatory reaction of keratinocytes. The antialarmin effect of tick saliva ensure a favorable environment for Borrelia. We also showed that Borrelia induce a strong inflammatory response in dermal fibroblasts. We also demonstrate a dose-dependent lytic effect of tick salivary gland extracts on dermal fibroblasts and that this cytotoxic effect was of proteinaceous nature and not related to Salp15. These results indicate that dermal fibroblasts could be considered as central mediators in immune cell recruitment to the skin site of Borrelia invasion.

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La maladie de Lyme est émergente au Canada; le risque engendré par cette maladie vient en partie de la ténacité de son vecteur et des méthodes limitées pour réduire son abondance dans l’environnement. Actuellement, peu de moyens de prévention visent de manière efficace et sécuritaire le réservoir principal de la bactérie responsable de la maladie, la souris à patte blanche Peromyscus leucopus. L’objectif de ce projet était d’évaluer l’efficacité des isoxazolines, une nouvelle classe d’antiparasitaire, lorsqu’administré sous forme d’appâts oraux aux micromammifères résidents d’un site endémique pour la maladie de Lyme. Les appâts furent distribués lors de l’été 2018 et 2019, sur les terrains choisis du parc national des Mille-Îles, en Ontario. La capture de micromammifères, en terrain traité et non traité, nous permit d’évaluer l’infestation (nombre de tiques par souris) du réservoir Peromyscus alors que l’effet du traitement sur la densité de tiques dans l’environnement fut estimé par la technique de flanelle. L’impact de la molécule d’isoxazoline employée (sarolaner versus fluralaner), de la biodiversité et du type d’environnement (caractéristiques de la forêt, température, humidité) fut également évalué. Des modèles linéaires mixtes binomiale négative furent composés pour déterminer l’impact de chacune des variables mesurées et du traitement sur les variables dépendantes, soit le nombre de tiques sur les souris capturées et la densité de nymphes dans l’environnement. Après deux étés de traitement, les souris capturées sur les microsites traités furent significativement moins infestées que les souris capturées sur les microsites contrôles pour 3 des 5 sites étudiés. Par contre, aucune diminution significative du nombre de nymphes dans l’environnement ne fut observée, probablement dû à la courte durée du devis d’étude. La densité de nymphes dans l’environnement variait toutefois en fonction de l’année d’échantillonnage et était positivement corrélée avec la biodiversité au niveau du microsite. Le nombre de tiques sur Peromyscus spp. était associé au sexe (les mâles étant plus infesté) et à la taille de l’animal, au mois et à l’année de la capture, à une forte densité de larves dans l’environnement et au traitement effectué sur le microsite de capture. Le fluralaner se montra plus efficace à réduire l’infestation moyenne des rongeurs. Cette étude fut la première à étudier l’utilisation de saronaler oral chez le réservoir principal de l’agent de la maladie de Lyme en milieu naturel. L’effet du traitement chez les micromammifères est prometteur, mais son efficacité pour réduire la densité de tiques dans l’environnement reste à confirmer. / Lyme disease is the most common vector-borne disease in North America; the risk caused by the disease is partly due to its tick vector’s tenacity and limited number of approaches to reduce its abundance in the environment. Few existing methods efficiently and safely target the principal host for the bacteria, white-footed mice Peromyscus leucopus.The objective of this thesis was to evaluate the efficacy of a new family of antiparasitic drug, isoxazolines, when passively administered as an oral bait to micromammals in endemic site for Lyme disease. Oral baits were distributed during the summer of 2018 and 2019 on five selected sites in the Thousand Islands National Park. Density of ticks in the environment was estimated using drag sampling while small mammal trapping allowed biodiversity and infestation (number of ticks per mouse) to be assess. Impact of isoxazoline used (sarolaner or fluralaner), biodiversity and characteristics of environment (type of forests, temperature, humidity) were also evaluated. Linear mixed models were fitted to determine the impact of measured variables and treatment on infestation level and density of questing nymphs. Results show a significant reduction in tick load for mice captured on treatment plots compared to control plots for 3 out of 5 sites. However, we did not observe a significant reduction in the density of questing nymphs, probably due to the limited duration of the study. Density of nymphs followed interannual variation and was best explained by humidity levels at the time of sampling and plot-level host biodiversity. Peromyscus spp. infestation was linked to the sex (male being more infested) and body length of the mice, high density of questing larvae, year and month of capture and treatment applied to the microsite. Fluralaner showed to be more efficient at reducing mice average tick load. This study was the first to use oral sarolaner to treat the most important reservoir for the Lyme disease agent in the environment. Our protocol did not significantly reduce questing nymphs in the environment for the duration of this study but could potentially diminish Lyme disease human risk with long term use through reduced Peromyscus infestation.

La maladie de Lyme est la maladie transmise par tiques la plus répandue dans l’hémisphère du Nord. Le système de surveillance des cas humains de la maladie de Lyme est basé sur un système passif des cas par les professionnels de santé qui présente plusieurs failles rendant la surveillance incomplète. Avec l’expansion de l’usage de l’internet et des réseaux sociaux, des chercheurs proposent l’utilisation des données provenant des réseaux sociaux comme outil de surveillance, cette approche est appelée l’infodémiologie. Cette approche a été testée dans plusieurs études avec succès. L’objectif de ce mémoire est de construire une base de données à partir des tweets auto-déclarés, des tweets classifiés et étiquetés comme un cas potentiel de Lyme ou non à l’aide des modèles de classificateurs basés sur des transformateurs comme, BERTweet, DistilBERT et ALBERT. Pour ce faire, un total de 20 000 tweets en anglais en lien avec la maladie de Lyme sans restriction géographique de 2010 à 2022 a été collecté avec la plateforme API twitter. Nous avons procédé au nettoyage la base de données. Ensuite les données nettoyées ont été classifiées en binaire comme cas potentiels ou non de la maladie de Lyme sur la base des symptômes de la maladie comme mots-clés. À l’aide des modèles de classification basés sur les transformateurs, la classification automatique des données est évaluée en premier sans, et ensuite avec des émojis convertis en mots. Nous avons trouvé que les modèles de classification basés sur les transformateurs performent mieux que les modèles de classification classiques comme TF-IDF, Naive Bayes et autres ; surtout le modèle BERTweet a surpassé tous les modèles évalués avec un score F1 moyen de 89,3%, une précision de 97%, une exactitude de 90% et un rappel de 82,6%. Aussi l’incorporation des émojis dans notre base de données améliore la performance de tous les modèles d’au moins 5% mais BERTweet a une fois de plus le mieux performé avec une augmentation de tous les paramètres évalués. Les tweets en anglais sont majoritairement en provenance des États-Unis et pour contrecarrer cette prédominance, les futurs travaux devraient collecter des tweets de toutes langues en lien avec la maladie de Lyme surtout parce que les pays européens où la maladie de Lyme sont en émergence ne sont pas des pays anglophones. / Lyme disease is the most common tick-borne disease in the Northern Hemisphere. The surveillance system for human cases of Lyme disease has several flaws which make the surveillance incomplete. Nowadays with the extensive use of internet and social networks, researchers propose the use of data from social networks as a surveillance tool, this approach is called Infodemiology. This approach has been successfully tested in several studies. The aim of this thesis is to build a database from self-reported tweets, capable of classifying a tweet as a potential case of Lyme or not using BERT transformer-based classifier models. A total of 20,000 English tweets related to Lyme disease without geographical restriction from 2010 to 2022 were collected with twitter API. Then these data were cleaned and manually classified by binary classification as potential Lyme cases or not using as keywords the symptoms of Lyme disease; Also, emojis have been converted into words and integrated. Using classification models based on BERT transformers, the labeling of data as disease-related or non-disease-related is evaluated first without, and then with emojis. Transformer-based classification models performed better than conventional classification models, especially the BERTweet model outperformed all evaluated models with an average F1 score of 89.3%, precision of 97%, accuracy of 90%, and recall of 82.6%. Also, the incorporation of emojis in our database improves the performance of all models by at least 5% but BERTweet once again performed best with an increase in all parameters evaluated. Tweets in English are mostly from the United States and to counteract this predominance, future work should collect tweets of all languages related to Lyme disease especially because the European countries where Lyme disease are emerging are not English-speaking countries.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Borrelia burgdorferi, a bacterium which causes Lyme disease, is maintained in nature through a cycle involving two distinct hosts: a tick vector and a mammalian host. To adapt to these two diverse environments, B. burgdorferi undergoes dramatic alterations in its surface lipoprotein. Two essential lipoproteins, outer surface protein A (OspA) and outer surface protein C (OspC), are reciprocally regulated throughout the B. burgdorferi lifecycle. Very little is known about the regulation of OspA. These studies elucidate the regulatory mechanisms controlling the expression of OspA. Various truncations of the ospA promoter were created and then studied in our novel in vitro model of ospA repression or grown within the host-adapted model. A T-Rich region of the ospA promoter was determined to be a cis-element essential for both the full expression and full repression of ospA.

Une intervention préventive « Une seule santé » intégrant des composantes environnementales et communautaires pour la prévention et la réduction du risque de la maladie de Lyme a été réalisée dans une municipalité de la province du Québec, au Canada. La maladie de Lyme est la maladie vectorielle la plus fréquente en Amérique du Nord. Transmise à l’humain par la piqûre d’une tique infectée par la bactérie Borrelia burgdorferi, cette maladie se propage vers le nord du territoire canadien, par le déplacement des vecteurs et hôtes de la maladie influencés principalement par les changements climatiques. L’approche « Une seule santé » représente un moyen innovant pour faire face à la problématique. Cette approche repose sur l’idée que relier la santé humaine, animale et environnementale permet de mettre en œuvre des programmes plus efficaces qui apportent de meilleurs résultats pour améliorer la santé publique. Ce projet de maîtrise est une première étude d’évaluation d’une intervention « Une seule santé » qui utilise une approche participative et d'engagement communautaire. Le premier objectif du projet était d’évaluer, à l’aide d’une étude transversale, si les niveaux de connaissances, d'attitudes et de pratiques concernant les tiques et la maladie de Lyme étaient différents entre les citoyens de Bromont qui ont participé ou non à l'intervention. La méthodologie utilisée était quantitative. Les résultats suggèrent qu’il y a une association positive entre la perception de l’efficacité des mesures préventives et l’adoption de ces mesures quand il y a une participation à l’intervention. Le deuxième objectif était l’évaluation de la mise en œuvre de l’intervention à partir de sept indicateurs de performance de qualité. La méthodologie utilisée était un devis mixte, principalement qualitative. Les résultats démontrent que la mise en œuvre de l’intervention intégrée, elle a été perçue comme pertinente, utile et originale par les résidents. L’approche participative et l’engagement communautaire utilisés pour l’intervention étaient considérés comme des bons moyens de responsabiliser les citoyens en matière de prévention. La participation de la communauté dans l’intervention a permis de cibler les besoins spécifiques des résidents de la région relatifs à la maladie de Lyme. Le développement d’une intervention dans le contexte de la prévention de la santé en partenariat avec la municipalité, la communauté, les entités de recherche et la santé publique est bien apprécié. De plus, le projet a permis de documenter le travail en collaboration avec la municipalité et la communauté pour mieux planifier et développer les futures interventions adaptées à la population et à la problématique. / A "One Health" preventive intervention integrating environmental and community components for the prevention and risk reduction of Lyme disease was implemented in a municipality in the province of Quebec, Canada. Lyme disease is the most common vector-borne disease in North America. Transmitted to humans by the bite of a tick infected with the bacterium Borrelia burgdorferi, this disease is spreading northward in Canada, through the movement of vectors and hosts of the disease, mainly influenced by climate change. The "One Health" approach represents an innovative way to address this issue. This approach is based on the idea that linking human, animal, and environmental health allows for more effective programs that lead to better public health outcomes. This master's project is an initial evaluation study of a "One Health" intervention that uses a participatory and community engagement approach. The first objective of the project was to assess, through a cross-sectional study, whether the levels of knowledge, attitudes and practices regarding ticks and Lyme disease differed between Bromont citizens who did and did not participate in the intervention. The methodology used was quantitative. The results suggest that there is a positive association with the perception of the effectiveness of preventive measures and the adoption of these measures when there is participation in the intervention. The second objective was to evaluate the implementation of the intervention using seven quality performance indicators. The methodology used was a mixed-methods, primarily qualitative. The results show that the implementation of the integrated intervention was perceived as relevant, useful, and original by the residents. The participatory approach and community engagement used in the intervention were considered good ways to empower citizens in prevention. Community involvement in the intervention helped to target the specific needs of residents related to Lyme disease. The development of an intervention in the context of health prevention in partnership with the municipality, the community, research entities and public health is well appreciated. In addition, the project documented the collaborative work with the municipality and the community to better plan and develop future interventions adapted to the population and the issue.

To increase capacity for monitoring and surveillance of tick-borne diseases, publicly available tick distribution and climate change datasets are required to create accurate predictive distribution models. It is difficult, however, to assess model accuracy and utility when using incomplete datasets.  The more recent development of comprehensive tick databases for Europe and availability of climate change scenarios from multiple IPCC Assessment Reports allows for improved modeling efforts. Multiple tick datasets were combined and three climate change projections were compared by predicting current and future distributions of Ixodes ricinus ticks in Europe using the MaxEnt species distribution model. Overall, much of Europe contains suitable habitat for the Ixodes ricinus tick, both now and under future climate change projections.  Contraction of habitable areas is predicted to occur at lower latitudes and altitudes, while expansion is predicted to occur at higher altitudes in mountainous regions and the higher latitudes, primarily in northern Scandinavia.

Les maladies vectorielles sont en processus d’émergence à travers le monde. Au Canada, la maladie de Lyme (ML) a été identifiée comme une maladie infectieuse émergente prioritaire. La surveillance, si elle est efficace, peut suivre le portrait d’une maladie en évolution afin d'informer les autorités de santé publique; toutefois, en raison de ressources limitées, elle doit être optimisée. La surveillance sentinelle permet de réduire les coûts, car un nombre limité d'unités statistiques sont mesurées de manière répétée dans le temps. Néanmoins, ces unités sentinelles doivent être représentatives du portrait épidémiologique de la maladie pour assurer l'efficacité du système de surveillance. Le premier objectif de cette thèse était d'évaluer la représentativité de la surveillance sentinelle pour décrire le risque de ML au Québec, Canada. Deux types de systèmes de surveillance active acarologique sont déjà en place au Québec : 1) un système sentinelle, où les sites de terrain sentinelles sont maintenus constants et visités à chaque saison de terrain, et 2) un système de surveillance basé sur le risque où les sites accessoires sont priorisés en fonction de leur profil de risque. Des mesures de danger acarologique, en termes d'estimations de la densité de nymphes, ont été dérivées des sites sentinelles entre 2015 et 2019 et comparées à celles obtenues dans les sites accessoires. Les mesures de danger acarologique dérivées des sites sentinelles ont également été corrélées avec le nombre de cas humains rapportés à l'échelle municipale pour déterminer si elles étaient représentatives du risque de ML pour la population humaine. Il a été démontré que le système de surveillance sentinelle était capable de suivre les tendances spatio-temporelles d’incidence de ML dans les populations humaines de la zone d'étude et fournissait un meilleur indicateur de l’incidence de ML par rapport au système de surveillance basé sur le risque. Cependant, bien que les modèles aient pu prédire le risque de maladie de Lyme, les sites sentinelles n'ayant pas été choisis selon une approche validée, on peut émettre l’hypothèse que l’utilisation d'une approche holistique standardisée pour la sélection de sites sentinelles pourrait optimiser le design spatial du système de surveillance. Le deuxième objectif de cette thèse était de développer une telle approche et de l'appliquer à une étude de cas : la surveillance acarologique sentinelle pour le risque de ML à travers le Canada. Une revue de la portée a été utilisée pour inventorier les initiatives précédentes de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles, et pour cataloguer les critères qui ont été utilisés pour sélectionner les emplacements des unités sentinelles dans la zone d'étude. Les articles pertinents ont ensuite été analysés à l'aide d'une revue du type réaliste afin de créer un outil décisionnel permettant de sélectionner des critères pertinents pour la planification du design spatial d'un système de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles. Enfin, l'outil a été utilisé lors de la création d'un nouveau réseau de surveillance sentinelle pour le risque de ML au Canada; les critères retenus ont été incorporés dans une analyse multi-critères spatiale afin de sélectionner les régions sentinelles pour le réseau de surveillance acarologique active. Dans l'ensemble, cette thèse a exploré la surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles, et a développé et testé une approche pour optimiser et standardiser la planification du design spatial des systèmes de surveillance sentinelle pour les maladies vectorielles. Dans de futurs travaux, cette approche devrait être mise en œuvre, évaluée et validée pour d’autres maladies et contextes épidémiologiques. / Vector-borne diseases are emerging all over the globe. In Canada, Lyme disease (LD) has been identified as a priority emerging infectious disease. Public health surveillance, if effective, can track disease risk to inform public health authorities; however, due to finite resources, it must be optimized. Sentinel surveillance can cut costs, since a limited number of statistical units are measured repeatedly through time. Nonetheless, these sentinel units must be representative of the risk landscape to ensure an effective surveillance system. The first objective of this thesis was to evaluate the representativeness of sentinel tick surveillance for the risk of LD in Québec, Canada. Two types of tick-based active surveillance systems are already in place in Québec: 1) a sentinel system, where sentinel field sites are kept constant and visited every field season, and 2) a risk-based surveillance system where accessory sites are prioritized according to their risk profile. Acarological hazard measures, in the form of nymph density estimates, were derived from sentinel sites between 2015 and 2019 and compared with those obtained from accessory sites. Hazard measures derived from sentinel sites were also correlated with LD incidence at the municipal scale to see if they were representative of LD risk to human populations. It was shown that the sentinel tick-based surveillance system was able to follow spatiotemporal LD incidence trends in human populations across the study zone and provided a better indicator of LD incidence in comparison with the risk-based surveillance system. However, as sentinel sites were not chosen using a validated approach, it can be hypothesized that the spatial design for the system could be optimized through the development of a standardized, holistic approach for sentinel site selection. The second objective of this thesis was therefore to develop such an approach and apply it to a case example: sentinel surveillance of LD across Canada. A scoping review was used to inventory previous sentinel surveillance initiatives for vector-borne diseases, and catalogue criteria which had been used to select sentinel unit locations across the study zone. Relevant papers were subsequently analyzed using a realist-type review to create a decision tool to select relevant criteria for planning the spatial design of a sentinel surveillance system for vector-borne diseases. Finally, the tool was applied to guide the creation of a new sentinel tick-based surveillance network for LD risk in Canada; the retained criteria were incorporated into a spatial multi-criteria decision analysis to select sentinel regions for the active surveillance network. Overall, this thesis has explored sentinel surveillance for vector-borne disease and has developed and applied an approach to optimize and standardize spatial design planning for vector-borne sentinel surveillance systems. In future work, this approach should be implemented, evaluated, and validated for other types of diseases and epidemiological contexts.

The main research problem concerns the characteristics of tick-borne disease and determine the quantity and quality of information that students get in health education and biology of these diseases. The theoretical part deals with the history, etiology, clinical features, diagnosis, treatment and prevention of tick-borne encephalitis and Lyme disease. It also discusses the general problems of tick and other diseases that ticks carry and cause. Also is mentioned the inclusion of tick-borne diseases in the educational program. The practical part is devoted to the awareness of upper primary school students and changes in their knowledge about the issue during their elementary education. The aim of this thesis is to determine how the students are informed about diseases transmitted by ticks, especially about Lyme disease and tick-borne encephalitis. This method is used questionnaire, which includes questions regarding this issue. Although the results of the research show a certain degree of knowledge of students at upper primary school, especially in some classes is unsatisfactory. Based on research, there is provided a recommendation for pedagogical practices. KEYWORDS: tick, tick-borne encephalitis, Lyme disease, knowledge, disease, upper primary school

Lyme disease (LD) is the most prevalent vector borne disease is North America with 300,000-600,000 human cases each year. Preventative strategies for LD in humans are poorly developed and largely inadequate. While preventive vaccines for LD are widely used in veterinary medicine, there are no vaccines available for use in humans. The goal of this study was to develop a human vaccine that can elicit antibody responses that kill spirochetes in both the tick and mammalian environments. The approach applied in this study centered on the development of chimeric epitope proteins, referred to as chimeritopes. Chimeritopes consist of a series of epitopes derived from one or more proteins or protein variants. Three chimeritope proteins designated as Chv1, Chv2 and Chv3 were designed. These proteins harbor the same set of 18 linear epitopes derived from 9 different OspC type proteins. They differ in epitope arrangement or by the presence or absence of linkers between specific protein segments. The immunogenicity of each protein was assessed in multiple animal models including mice, rats, and purpose bred beagles. Immunoblot, ELISA, and IFA analyses using sera from immunized animals demonstrated that the Chv proteins elicit IgG responses that recognize a diverse array of OspC type proteins. Anti-Chv and anti-OspA antisera displayed complement dependent bactericidal activity. To assess protective efficacy, purpose bred beagles were immunized with each vaccine formulation and then challenged by infestation with infected ticks. Efficacy was assessed by monitoring seroconversion, cultivation of tissue biopsies, clinical presentation and histopathological analysis of joints and tissues. All dogs vaccinated with the Chv2-OspA combination were fully protected. All dogs in this group were seronegative for LD, biopsy culture negative and did not develop LD associated symptoms including lameness or lesions in tissues or joints. In light of market concerns centered on the use of full length OspA in a human vaccine, epitope mapping was performed to identify a linear epitope that could be employed in development of a possible OspC-OspA chimeritope. A linear epitope, designated as OspA221-240was identified. Antisera to KLH-OspA221-240displayed potent and broad bactericidal activity. Interestingly, the OspA221-240epitope has homology to residues 244 to 263 of OspB suggesting that OspB may also be a potential candidate for inclusion in a human vaccine. This study establishes proof of principle for the use of OspC chimeritopes in LD subunit vaccines and highlights the need to employ a multi-valent, multi-antigen vaccine approach in development of a human LD vaccine.