Cette thèse a pour but de contribuer à une meilleure compréhension de la tuberculose (TB) et desmycobactéries non-tuberculeuses dans la Caraïbe. La tuberculose a hanté l’humanité depuisplusieurs millénaires et reste de nos jours une des maladies infectieuses faisant le plus de victimeschaque année (1,5 millions de décès en 2013). La connaissance de l’épidémiologie de la tuberculoseest essentielle afin de concevoir des programmes de lutte anti-TB adaptés aux spécificitésrégionales et donc plus efficaces. Dans cette optique, la première partie de ce travail fourni un suivià long-terme de la résistance aux antituberculeux observée en Guadeloupe, Martinique et Guyanefrançaise ainsi qu’un aperçu de la diversité génétique et de la résistance aux antituberculeux dansla Caraïbe. Les données montrent une baisse graduelle de la fréquence des infections causées pardes souches résistantes parmi les nouveaux cas de TB dans les départements français d’Amérique.En ce qui concerne la Caraïbe, des différences marquées ont été observées entre les différentsterritoires, ce qui semble refléter le passé historique de cette région.La deuxième partie est consacrée à la phylogénie et l’évolution de M. tuberculosis, étudié à l’aide dedivers marqueurs génétiques comme spoligotypes, LSP, SNP et MIRU-VNTR. Les profils MIRUVNTR(format 12-loci) ont été étudiés afin de déterminer leur utilité comme marqueurphylogénétique. Il a été montré que ce marqueur est adapté pour retracer la phylogénie ducomplexe M. tuberculosis et que la précision du classement basé sur les MIRUs est supérieure àcelle du classement basé sur les spoligotypes. De plus, la technique MIRU-VNTR permetégalement d’observer la diversification évolutive d’une souche de M. tuberculosis au cours del’infection ou alors d’identifier des patients infectés par plusieurs souches de M. tuberculosis enmême temps. Les deux phénomènes ont été observés au cours de ce travail de thèse et les casconcernés sont décrits dans ce deuxième chapitre.Enfin, un premier aperçu de la diversité des mycobactéries non-tuberculeuses isolées desprélèvements cliniques en Guadeloupe, Martinique et Guyane est présenté dans la troisième partiede ce travail. Des différences marquées dans la fréquence d’isolement de certaines espèces ont puêtre observées entre les trois départements français d’Amérique. M. intracellulare par exemple étaitsignificativement plus abondant en Guadeloupe. Cependant l’existence d’une niche écologiquespécifique à cette île n’a pas pu être mise en évidence. La problématique de l’identification desmycobactéries non-tuberculeuses est abordée également à travers une étude rétrospective del’utilisation de hsp65-PRA pour l’identification des mycobactéries dans un laboratoire de routinemais aussi sous forme d’un travail prospectif visant à la mise en place d’un protocoled’identification de mycobactéries non-tuberculeuses avec MALDI-TOF MS. / This thesis aims at providing a better understanding of tuberculosis (TB) and non-tuberculousmycobacteria (NTM) in the Caribbean. TB is an ancient scourge of humanity and remains one ofthe deadliest infectious diseases today having claimed around 1.5 million lives in 2013.Understanding the epidemiology of TB is essential for optimizing regional TB control programs. Inthis context, the first part of this work provides long-term data on drug-resistance in Guadeloupe,Martinique and French Guiana as well as an insight in the genetic diversity and drug-resistance ofM. tuberculosis in twelve Caribbean territories. Encouragingly, the results show a gradual decreaseof drug-resistant TB in newly infected patients in Guadeloupe, Martinique and French Guiana. Onthe Caribbean level, distinct differences were observed from one territory to the next and thecurrent epidemiological landscape seems to reflect the historical past of the region.The second part addresses the phylogeny and evolution of M. tuberculosis using various geneticmarkers such as spoligotyping, large sequence polymorphism (LSP), single nucleotidepolymorphism (SNP), and MIRU-VNTRs. The suitability of 12-loci MIRU-VNTR profiles for use inphylogenetic studies was evaluated and it was found that this marker is not only able to resolvethe evolutionary relationships within the M. tuberculosis complex but also allows to achieve ahigher phylogenetic precision than spoligotyping. MIRU-VNTR also permits the identification ofon-going evolution in TB patients (in-patient microevolution) as well as mixed strain infections.Both phenomena were observed in our setting and the respective cases are described herein.Finally, a first insight in the diversity of NTM isolated from clinical specimen in Guadeloupe,Martinique and French Guiana is provided. The isolation frequency of some NTM species variedconsiderably between the three departments, the most striking example being the relativeabundance of M. intracellulare in Guadeloupe. However, no evidence of a privilegedenvironmental niche/infection source on this island could be found. Last but not least, the subjectof NTM identification is addressed in the form of a retrospective evaluation of hsp65-PRA basedidentification in a routine laboratory and in the form of a prospective study towards theimplementation of a MALDI-TOF MS based identification of NTM at the Pasteur Institute ofGuadeloupe.

Certains symbiotes intracellulaires résident dans le cytoplasme des cellules et manipulent le système reproductif de leurs hôtes. Du fait de leur transmission maternelle, ces parasites sont sélectionnés pour optimiser la survie et la reproduction de leurs hôtes femelles. Chez les arthropodes, la bactérie Wolbachia infecte au moins 66% des espèces d’insectes mais peuvent aussi infecter des nématodes. Cette large distribution dans les populations hôtes confère à Wolbachia un potentiel important en tant que moteur d’évolution. En particulier, elle pourrait être utilisée comme vecteur transgène dans les espèces nuisibles. Mais la dynamique évolutive des infections à l’échelle des communautés est mal connue, en particulier la fréquence des transferts de parasites entre hôtes de différentes espèces et la stabilité évolutive des associations. Mon travail de thèse a porté sur la détection et dynamique des infections de Wolbachia à une échelle micro-évolutive, c’est-à-dire, dans des communautés d’arthropodes avec moins de 5 My. L’objectif de ce travail était à la fois la caractérisation des communautés géographiques d’arthropodes et celle des infections par Wolbachia de ces communautés. Nous avons également examiné l’existence de transferts horizontaux récents de ces symbiotes entre des taxa distantes ainsi que les routes écologiques potentielles pour ces transmissions / Sexual parasites are intracellular symbionts capable of manipulating the reproduction of their hosts. They are widespread in Arthropods where they display a wide range of reproductive manipulations; these can be potentially involved in the evolution of mating systems, speciation, gene acquisition and sex determination. In particular, Wolbachia is thought to infect more than 66% of insect species and is also found in nematodes. However, little is known about the dynamics of Wolbachia infections at the community level. Although at the intra-population level, invasion dynamics have been extensively studied, the same is not true at the community level where the turnover of infections remains largely uncharacterised. The question of how often are new infections acquired through horizontal transfers between distantly related hosts remains also open. Moreover, as Wolbachia is seen as a good candidate for a transgenic vector against pests, understanding its dynamic at the community level is crucial. We proposed to address them by performing an exhaustive characterisation of sexual parasites in simplified systems, using the opportunity offered by small arthropod communities in isolated islands

À partir de la fin du Pléistocène, une réduction de la taille des dents humaines et une simplification morphologique ont été observées et débattues en lien avec des changements culturels et environnementaux. Suite à de nouvelles découvertes et à la révision des contextes archéologiques de certains gisements, une réévaluation de la nature des variations de plus de 1900 couronnes dentaires est proposée pour 176 individus de la fin du Paléolithique, du Mésolithique et du début du Néolithique provenant du Bassin aquitain et de ses marges. Particulièrement, les variations de la structure interne (épaisseur de l’émail, proportions des tissus dentaires, morphologie de la jonction émail-dentine) ont été évaluées de manière non invasive grâce aux méthodes d’imagerie 3D (microtomographie) et de morphométrie géométrique afin de caractériser et d’interpréter l’évolution des couronnes dentaires selon une approche intégrée. Les résultats des analyses morphométriques montrent une discontinuité entre les populations de la fin du Pléistocène et celles du début de l’Holocène. Une réduction des dimensions externes, des épaisseurs de l’émail et des proportions des tissus est mesurée entre la fin du Paléolithique et le Mésolithique, alors que des différences majeures dans les types d’usure et la distribution de l’émail sont observées entre le Mésolithique et le Néolithique. Ces données suggèrent que les modifications induites par les changements environnementaux de l’Holocène ont eu un impact plus important sur la réduction dentaire dans les populations humaines et que les changements culturels néolithiques ont surtout affecté la distribution de l’émail. Enfin, une corrélation entre le type d’usure occlusale et la distribution de l’épaisseur de l’émail a été mise en évidence et associée à des changements de régime alimentaire. En particulier, l’épaisseur de l’émail peut évoluer rapidement comme une réponse sélective aux changements fonctionnels dans la biomécanique de la mastication. / Since the Late Pleistocene, a reduction in size and a morphological simplification of human teeth have been observed and arguably linked to cultural and environmental changes. Following new discoveries along with the revision of key archaeological contexts, a re-assessment of the nature of crown variations on more than 1900 teeth is proposed for 176 Late Paleolithic, Mesolithic and Early Neolithic individuals from the Aquitaine Basin and its margins. In particular, a non-invasive assessment of internal tooth structure variability (enamel thickness, dental tissue proportions, enamel-dentine junction morphology) has been performed using 3D imaging methods (microtomography) and geometric morphometrics in order to characterize and interpret dental evolution from a whole crown perspective. Results from the morphometric analyses show a discontinuity between Late Pleistocene and Early Holocene populations. External dimensions, enamel thicknesses and tissue proportions are reduced in Mesolithic individuals compared to those of the Late Paleolithic, while major differences are observed in occlusal wear patterns and enamel distribution between Mesolithic and Early Neolithic samples. These data suggest that environmentally-driven modifications during the Early Holocene had a major impact on dental reduction in human populations and that Neolithic cultural changes had mostly affected enamel distribution. Finally, a correlation between occlusal wear pattern and enamel thickness distribution is observed and associated with dietary changes. In particular, enamel thickness may have rapidly evolved as a selective response to functional changes in masticatory biomechanics.