Reproduction de : Thèse de doctorat : Pharmacie. Santé. Immunologie et Infectiologie : Nantes : 2008. / Bibliogr.

L'ulcère de Buruli, maladie négligée, pouvant entraîner déformations et incapacités permanentes, causée par Mycobacterium ulcerans, une mycobactérie associée aux écosystèmes aquatiques. Les sources et réservoirs de M. ulcerans ne sont pas précisément connus limitant la prophylaxie. Ma thèse contribue à démasquer les sources de contamination par M. ulcerans. Ma revue de la littérature répertoriant les sources potentielles, met en exergue les pièces manquantes pour la compréhension de l’épidémiologie de l’ulcère de Buruli. Mon étude de coculture M. ulcerans-Acanthamoeba griffini indique que cette amibe n’est pas un réservoir de M. ulcerans. Ensuite, mon étude du métabolisme des substrats carbonés indique que les bactéries, champignons, algues et mollusques peuvent combiner des sources carbonées au profit de M. ulcerans dans l’environnement. Capitalisant sur ce résultat, mon étude de l’effet des mycolactones secrétées par M. ulcerans sur les champignons, montre une attraction sur Mucor circinelloides. Ces observations démasquent une nouvelle activité de la mycolactone d’attraction d’organismes fungiques. Le mode de transmission de M. ulcerans à l’homme reste également un mystère. Dans ce sens, j’ai détecté des séquences d'ADN spécifiques de M. ulcerans sur la peau saine d’individus asymptomatiques en zones d’endémie. Ces données pourraient aider à promouvoir une prophylaxie fondée sur le port des habits de protection au contact des environnements à risques. En perspective à mon travail de thèse, une collaboration est mise en place avec le PNLUB et l’Institut Pasteur de Côte d’Ivoire pour étudier les réservoirs de M. ulcerans en Côte d'Ivoire. / Buruli ulcer is a dermis, epidermis and sometimes bone infection leading to deformities and permanent disabilities. It is caused by Mycobacterium ulcerans, a mycobacterium associated to the aquatic ecosystems but its sources and reservoirs are not yet defined. Therefore, no prophylaxis is established. This thesis contribute to unmask the sources of contamination of M. ulcerans. My review has identified potential sources of M. ulcerans in the environment and highlighted the missing pieces for understanding the epidemiology of Buruli ulcer. My study on the role of amoeba in the survival of M. ulcerans in the environment, install M. ulcerans as susceptible to amoeba rendering amoeba an unlikely host of M. ulcerans. Hereafter, i studied carbon substrates metabolized by M. ulcerans strains. Literature survey indicated that the environmental sources of carbon substrates metabolized by M. ulcerans were bacteria, fungi, algae and mollusks. I therefore studied the interactions of M. ulcerans with fungi by testing the effect of mycolactones on fungi. Mycolactones showed an attraction effect on Mucor circinelloides. This observation suggest a novel role for mycolactones as chemoatractants to fungi. The mode of transmission of M. ulcerans to humans remains unknown. I showed that M. ulcerans DNA can be detected on the healthy skin of asymptomatic persons, suggesting an asymptomatic carriage. These data could help promote prophylaxis based on wearing protective clothing in contact with risky environments. In perspective to my thesis work, we set up a collaboration with the Buruli Ulcer Program (PNLUB) and Institut Pasteur Côte d'Ivoire to study the reservoirs of M. ulcerans.

Mycobacterium ulcerans is an acid-fast bacillus that is the causative agent of Buruli ulcer, a necrotizing skin disease. The transmission route for M. ulcerans is unknown, but many insects have been posited as part of the web, including Belostomatids, Naucorids, and Culicids. Aedes albopictus was selected for use in a set of experiments where the first-generation larvae were inoculated with M. ulcerans, and mosquitoes were reared throughout the third generation to interrogate presence and quantity of the bacteria. Using qPCR, second and third generations displayed positivity (22% and 5.6% respectively). 16S V4 sequencing was used to obtain microbiota for all life stages as well as environmental samples, and many relationships between generations, life stages, and treatments displayed statistical significance in alpha diversity, beta diversity, and relative abundance of microbiomes. This study opens multiple avenues of further investigation into the transmission web of Buruli ulcer.

Buruli ulcer disease (BUD) remains a ‘mysterious disease’ due to the unknown mode of M. ulcerans transmission and pathogenesis. To understand these, it is important to determine the reservoir of the organism in its natural environments, and stress response and interactions of M. ulcerans in its natural niche and during infection of a host. The major virulence factor of M. ulcerans is mycolactone, a lipid cytotoxin that is encoded on a giant plasmid pMUM001. Genetic analysis suggests that plasmid pMUM001 was acquired by M. ulcerans during evolution from its progenitor, M. marinum. Coincidental evolution of virulence hypothesis suggests that many microbes evolve to acquire traits to outcompete or overcome biotic and abiotic forces during their normal life cycle in the outside-host environment, which can confer virulence during infection of a human host. Hence in this study, we exposed M. ulcerans to selective abiotic forces such as UV, and dynamic oxygen and temperature conditions to determine their effect on M. ulcerans growth, and mycolactone and global gene expression. We also studied the role of mycolactone in determining polymicrobial interaction of M. ulcerans in its natural aquatic habitat by exposing mycolactone coated and uncoated slides in M. ulcerans endemic and non-endemic aquatic locations and determining differences in microbial community composition between them. Further, we studied quorum quenching ability of mycolactone against an opportunistic pathogen, S. aureus. The results obtained showed that exposure of M. ulcerans to abiotic stresses such as higher temperature and lower than optimal oxygen conditions modulate its global and mycolactone gene expression. Further, we also showed that mycolactone can impact overall microbial community structure in a polymicrobial environment in its natural, aquatic habitat. Mycolactone also effected virulence and quorum sensing in an opportunistic pathogen, S. aureus, without inhibiting its growth. These findings are important as they provide insight toward potential reservoirs or environmental niches which may harbor M. ulcerans and inform new potential mechanisms of pathogenesis. Further, our novel research of synergistic or antagonistic interactions within the complex polymicrobial communities colonizing skin and aquatic habitats is a powerful approach in determining M. ulcerans colonization efficiency, resiliency, and transmission mechanisms.

L'ulcère de Buruli (UB) est une maladie infectieuse émergeante ulcéro-nécrotique et hautement invalidante causée par le Mycobacterium ulcerans (M. ulcerans). À l'heure actuelle, l'UB sévit dans plus de 30 pays au monde et touche sept mille nouvelles personnes par an. La plupart des sujets infectés habitent les zones tropicales et subtropicales pauvres des pays de l'Afrique au Sud du Sahara. Les données épidémiologiques indiquent qu'environ 3 sujets atteints sur 4 sont des enfants âgés de moins de 15 ans. Parmi eux, 58% porteront à la fin de la maladie des séquelles invalidantes : fibrose, ankylose ou même amputation. De plus, la caractérisation de l'impact musculaire de M. ulcerans et de sa toxine mycolactone n'avait jamais fait l'objet d'une étude alors que les observations cliniques des sujets porteurs des séquelles suggèrent une atteinte musculaire. À partir d'un modèle expérimental utilisant des souris C57BL/6, nous avons montré que la présence de M. ulcerans et/ou de sa toxine entraîne une dégénérescence musculaire caractérisée par une réponse inflammatoire chronique et une nécrose des myofibres, laquelle dégénérescence était suivie six semaines après l'infection d'une absence de régénération, d'une diminution de la masse musculaire et d'une fibrose des tissus nécrosés. Les analyses d'immunobuvardage à la quantification des gènes (E3) atrogin-1/MAFbx et MuRF-1 ont également indiqué une régulation positive de la voie ubiquitine-protéasome. Les niveaux de ces gènes dans les muscles atteints sont respectivement de 7,4 et 3,0 fois plus élevées que dans les muscles contrôles suggérant que l'atrophie observée résultait d'une protéolyse. Ces données histologiques ont été également renforcées par le résultat des explorations fonctionnelles qui a indiqué une perte de 31% et 45% de la force maximale isométrique spécifique (sPn) développée respectivement par les muscles biceps situés à proximité de l'infection et les muscles solei injectés de mycolactone. Le nombre de fibres centronucléées ainsi que les niveaux des facteurs de régulation myogénique MyoD et myogénine sont demeurés faibles et stables sur toute la période d'étude. Ensemble, ces données suggèrent une perturbation voire une absence de la régénération des fibres nécrosées. Les muscles ont aussi été soumis à retirement passif jusqu'à la rupture afin d'évaluer leurs propriétés rhéologiques. Les données recueillies ont montré une réduction de la compliance de ces muscles en particulier, les muscles solei injectés de mycolactone dont la rigidité avait augmenté de 56% et le temps de demi-relaxation baissé de 46% par rapport aux contrôles. Ces derniers résultats corroborent parfaitement l'augmentation de 134% du contenu total en hydroxyproline dans ces muscles suggérant que la raideur avait été causée par la fibrose. Bien que d'autres études in vivo et in vitro soient nécessaires pour comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels le M. ulcerans et sa toxine nécrosent le tissu musculaire, ces résultats viennent établir pour la première fois que l'ulcère de Buruli n'est pas seulement une maladie de la peau, mais une infection qui entraîne une dégénérescence musculaire suivie d'une absence de régénération, d'une atrophie et d'une fibrose. Nous espérons que ces données pourront servir de tremplin pour le choix de nouvelles stratégies en regard au diagnostic, aux médicaments et à la réadaptation des sujets souffrants d'UB. / Buruli ulcer (BU) is an emerging ulcero-necrotic and very debilitating infectious disease caused by Mycobacterium ulcerans (M. ulcerans). BU is widely distributed in over 30 countries, but is mainly concentrated in the poorest countries of Central and Western Africa. Currently, seven thousands new subjects are infected annually around the world. The disease occurs mainly in children under 15 years of age. While 58% among them will experience contracture, fibrosis and functional limitation of range of motion, no studies has investigated the impact of M. ulcerans infection on skeletal muscle. Using an experimental model of C57BL/6 mice, we showed that the M. ulcerans and its toxin mycolactone caused muscular degeneration which is characterized by a chronic inflammatory response and myofiber necrosis which is followed by a loss of muscle mass, fibrosis and absence of muscle regeneration six weeks post-infection. Western blot analysis performed on these muscles demonstrated an upregulation of ubiquitin-proteasome pathways. Muscle specific ubiquitin-ligase (E3) atrogin-1/MAFbx and MuRF-1 rose respectively by 7.4 and 3.0 folds suggesting that these proteolytic pathways are involved in muscle atrophy. Consistent with these observations our functional data indicated a 31% and 45% decrease in maximum isometric specific force (sPo) in proximate-infected biceps muscle and mycolactone loaded solei respectively. The number of centronucleated myofibers and the levels of myogenic regulatory factors MyoD and myogenin were also weak and stable suggesting a perturbation in the regenerating process. Furthermore, rheological properties of the solei muscles showed that stiffness had rose by 56% and half relaxation time decreased to 46% in loaded muscles with mycolactone relative to control muscles. Together, these results fit perfectly with the 134% increase in muscle total hydroxyproline suggesting that fibrosis is responsible for the increase in muscle stiffness. Although further in vivo and in vitro studies are needed to clarify the molecular mechanisms by which M. ulcerans, and mycolactone lead to muscle necrosis, the present results showed for the first time that BU is an infectious disease that goes well beyond the skin and causes muscle necrosis, atrophy and fibrosis and impairs muscle regeneration. We hope that these data will unravel new strategies for the diagnosis, treatment and rehabilitation of BU patients.

Une des 17 maladies tropicales négligées déclarées par l’OMS, l’ulcère de Buruli constitue aujourd’hui un réel problème de santé publique en Afrique centrale et de l’Ouest où il sévit dans près de 30 pays. Cette maladie touchant principalement les populations des zones enclavées reste un mythe car l’on ne connaît pas aujourd’hui le mode de transmission exacte de la bactérie responsable, Mycobacterium ulcerans, à l’humain. Une meilleure connaissance de l’écologie de ce bacille constitue pourtant un levier important tant pour apporter des informations concernant sa transmission que pour lutter contre ce fléau. Fortement soupçonnés de jouer un rôle d’hôtes ou de vecteur de M. ulcerans, certains taxons de punaises aquatiques semblent être prédisposés de par leur écologie ou leur comportement à héberger le bacille voire à le transmettre. Les travaux que nous présentons ici visent dans un premier temps à identifier sur des bases anatomiques complétées par des approches moléculaires les différents taxons de punaises aquatiques présents au Cameroun. Au-delà de proposer une clé d’identification d’espèces et une classification des punaises aquatiques du Cameroun reposant sur des séquences nucléotidiques, nous discutons du rôle important joué par l’écologie de certaines espèces de punaises dans la transmission de M. ulcerans. Les différentes approches comparatives et biostatistiques développées dans ce travail de thèse étayent l’hypothèse que certains taxons de punaises aquatiques, et notamment issus des familles Belostomatidae et Naucoridae, acquièrent la mycobactérie à partir de l’environnement en partageant des habitats (fréquentation de la végétation aquatique émergée) où le bacille prolifère, et en se nourrissant de proies, comme des mollusques ou de petits poissons, eux-mêmes contaminés par la bactérie. La capacité de vol chez les punaises aquatiques n’apparaît pas faciliter l’acquisition de M. ulcerans mais semble impliquée dans la dissémination de ce dernier en contaminant de nouveaux environnements. Au terme de cette thèse, nous discutons de l’écologie des communautés de punaises aquatiques et de leur macroécologie au Cameroun, et examinons l’importance de l’échantillonnage comme élément important de tout travail de recherche en écologie et évolution des maladies infectieuses. / One of 17 neglected tropical diseases declared by WHO, Buruli ulcer is now a real public health problem in Central and West Africa, where it occurs in nearly 30 countries. This disease mainly affecting people in remote areas remains a myth because we don't know today the exact mode of Mycobacterium ulcerans transmission, the causal agent to humans. A better understanding of the ecology of this bacillus is an important lever to make the information about its transmission as the fight against this scourge. Strongly suspected to playing a role of host or vector of M. ulcerans, some aquatic bugs’ taxa seem to be predisposed by their ecology or behavior to harbor the bacillus or to convey it. The works presented here are intended firstly to identify on anatomical bases complemented by molecular approaches different taxa of aquatic bugs present in Cameroon. Beyond proposing an identification key of taxa and classification of aquatic bugs in Cameroon based on the nucleotide sequences, we discuss the important role of the ecology of some taxa of aquatic bugs in the transmission of M. ulcerans. Different comparative and biostatistics approaches developed in this thesis support the hypothesis that some taxa of water bugs, especially from the Belostomatidae and Naucoridae families acquire the mycobacteria from the environment by sharing habitats (attendance of emerged aquatic vegetation) where the bacilli proliferate, and feeding on prey such as molluscs and small fish themselves contaminated with the bacteria. The flight capacity of aquatic bugs do not appear to facilitate the acquisition of M. ulcerans but seems to be involved in their dissemination by contaminating new the environments. At the end of this thesis, we discuss the ecology of aquatic bugs’ communities and their macroecology in Cameroon, and examine the importance of sampling as an important component of any research work in ecology and evolution of infectious diseases.

Comprendre les rétroactions entre les maladies infectieuses, la structure des écosystèmes et le développement économique est nécessaire pour alléger le fardeau des maladies tropicales négligées. Ce groupe d'infections parasitaires, virales, et bactériennes est étroitement associé à des conditions géographiques, environnementales, sanitaires et économiques particulières aux régions tropicales. A travers l'étude de l'ulcère de Buruli, une maladie émergente et négligée associé à une morbidité et handicap très importants dans des régions tropicales, ce travail de thèse s'intéresse aux interactions complexes entre ces différents composants des systèmes épidémiologiques. Combinant un travail de terrain important pour la collecte des données environnementales avec une approche de recherche multidisciplinaire, cette thèse vise à améliorer notre compréhension des différents aspects de l'écologie et de l'épidémiologie de cette maladie infectieuse. Notamment, la dynamique de son agent pathogène, M. ulcerans, est caractérisée pour un large éventail d'écosystèmes et communautés aquatiques au Cameroun, permettant d'identifier les facteurs environnementaux permettant sa propagation. En outre, nous évaluons la transmission de l'agent pathogène de l'environnement à l'homme et l'impact de la maladie sur le développement économique des populations endémiques. Ainsi, ce travail montre comment les dynamiques écologiques, épidémiologiques, environnementales et économiques interagissent de concert, mettant en évidence de façon criante le besoin d'une telle approche interdisciplinaire dans l'étude des maladies tropicales négligées. / Understanding the feedbacks between infectious diseases, ecosystem structure and economic development is necessary to alleviate the burden of Neglected Tropical Diseases. This group of parasitic, viral, and bacterial infections is closely associated with particular geographical and environmental conditions mainly present in the tropics, thriving under conditions of poverty, inefficient sanitation and malnutrition. This PhD thesis works through the case study of Buruli ulcer, an emerging and neglected infectious disease associated with a great morbidity and disability burden in tropical regions. Relying on an extensive environmental field survey and a multidisciplinary research approach, this PhD attempts to gain a better understanding of different aspects of the ecology and epidemiology of Buruli ulcer. Notably, the dynamics of its pathogen, M. ulcerans are characterized for a wide range of freshwater ecosystems and aquatic communities in Cameroon, and the environmental drivers of M. ulcerans presence are investigated. Furthermore, we assess the transmission of the pathogen from the environment to humans and the impact of the disease on the economic development of endemic populations. Thus, this work shows how the interplay between ecological, epidemiological and economic dynamics interact together and calls for an urgent need to apply such inter-disciplinary approach to decrease the burden of neglected tropical diseases.

L'ulcère de Buruli est une maladie infectieuse tropicale présente dans des foyers endémiques. Cette infection essentiellement cutanée est causée par Mycobacterium ulcerans. M. ulcerans est un pathogène opportuniste dont le réservoir est environnemental. Notre revue de la littérature a répertorié les sources environnementales potentielles de cette mycobactérie. Seulement cinq souches de M. ulcerans ont été isolées à partir de prélèvements de l’environnement. Il existe une corrélation inverse entre réchauffement climatique et incidence de l’ulcère de Buruli, peut-être liée à la sensibilité intrinsèque de M. ulcerans aux variations de température, ou bien à des modifications de son écosystème. Dans la perspective d’améliorer les protocoles d’isolement de M. ulcerans à partir de l’environnement, nous avons entrepris une analyse phénotypique à haut débit des substrats carbonés métabolisés par M. ulcerans et le profil obtenu nous a orientés après une recherche bibliographique des principales sources environnementales de ces substrats, vers des interactions plus spécifiques de M. ulcerans avec les bactéries, algues, mollusques et champignons. Les résultats de ce premier travail ont servi de base pour la mise au point de milieux de culture innovants qui nous ont permis d’isoler pour la première fois, une microcolonie de M. ulcerans à partir de fèces d’agouti. Nous avons mis au point une méthode de lecture automatisée des échantillons colorés par la méthode de Ziehl-Neelsen. Notre travail de thèse a produit des protocoles qui ont pour objectif d’être mis en œuvre dans les pays d’endémie, pour préciser les sources et modes de transmission de M. ulcerans aux populations. / Buruli ulcer is a tropical infectious disease present in endemic foci/This mainly cutaneous infection is caused by Mycobacterium ulcerans. M. ulcerans is an opportunistic pathogen from the environment. Our literature review has listed the potential environmental sources of this mycobacterium.. However, only five strains of M. ulcerans have been isolated from environmental samples. There is an inverse correlation between global warming and incidence of Buruli ulcer, possibly related to the intrinsic sensitivity of M. ulcerans to temperature, or to changes in its ecosystem. In order to improve the isolation protocols of M. ulcerans from the environment, we conducted a high-throughput phenotypic analysis of the carbon substrates metabolized by M. ulcerans and the profile obtained oriented us afterwards a bibliographic search of the main environmental sources of these substrates, towards more specific interactions of M. ulcerans with other bacteria, algae, molluscs and fungi. The results of this first work served as a basis for the development of innovative culture media which, allowed us to isolate for the first time a microcolony of M. ulcerans from feces of agouti. We also developed a method for automated reading of samples stained by Ziehl-Neelsen staining. Our thesis work has produced protocols that are intended to be implemented in African endemic countries, in order to clarify the sources and modes of transmission of M. ulcerans to populations.

Mycobacterium ulcerans (MU), agent causatif de l'ulcère de Buruli (UB), une maladie infectieuse humaine émergente, est associé aux milieux aquatiques tropicaux, et en particulier ceux modifiés par les activités humaines. L’écologie de cette mycobactérie est encore peu informée, et des interrogations demeurent sur son cycle de transmission au sein des écosystèmes et à l’humain. La tendance observée aujourd’hui en recherche est de montrer l’existence d’une multitude de taxa porteurs du bacille au sein des écosystèmes aquatiques mais aussi terrestres, laissant donc imaginer qu’un ou quelques facteurs en commun puissent expliquer sa présence et son développement. Dans ce contexte, nous avons développé des approches expérimentales au laboratoire pour analyser les effets de paramètres environnementaux, sélectionnés comme être importants dans la définition de la niche écologique de MU, sur le maintien et le développement des populations bactériennes. En tenant compte de gammes de valeurs rencontrées dans des régions endémiques et non endémiques, où sévit, nous avons testé dans un premier temps l'effet de deux polysaccharides très largement présents dans les écosystèmes naturels (la chitine et l’amidon) ainsi que cinq composants chimiques (le fer, le calcium, le zinc, le phosphate et le sulfate), représentant des nutriments indispensables pour les bactéries, sur la croissance de MU. Notre travail montre que la chitine augmente de manière très significative la croissance de MU. A l’inverse, la présence d’amidon ne favorise pas son développement. Le calcium est le seul élément chimique à contribuer à l’augmentation de quantité de cellules de MU avec le temps, mais ce paramètre reste toutefois très marginal. L’absence d’effet joué par le fer, le zinc, le sulfate et le phosphate sur la croissance in vitro de MU tend à indiquer que les valeurs utilisées dans nos expériences correspondent à des valeurs limites pour expliquer la distribution géographique de MU dans les écosystèmes aquatiques tropicaux. Dans un deuxième temps, eu égard au peu d‘informations existant concernant le rôle joué par le pH sur la présence et le développement de MU, nous avons reproduit des environnements pour étudier la croissance de MU en fonction de différentes valeurs de pH rencontrées dans des régions du Cameroun et de Guyane française où la mycobactérie peut être présente ou absente. Nos résultats montrent que le pH présente un effet significatif sur la dynamique de croissance de MU avec un effet plus marqué pour des valeurs de pH proches de 6,0. De plus, il existe une forte interaction entre pH et chitine puisque pour des mêmes valeurs de pH, la croissance bactérienne est 10 fois plus importante en présence de milieu avec chitine. Ces résultats suggèrent aussi que des pH trop acides, inférieurs à 5,0, sont défavorables à la croissance de la mycobactérie.Finalement, nous nous sommes intéressés à l’expression génique de différents isolats de MU générés à partir de différents environnements expérimentaux. Pour ce faire, et en nous servant d’une nouvelle approche de séquençage des ARN, nous avons étudié l’expression de MU dans différents environnements ; Nous nous sommes notamment intéressés à l’expression des gènes impliqués dans les voies métaboliques de production de la mycolactone, le peptide responsable des ulcérations chez l’humain. Des contextes environnementaux spécifiques pourraient conduire à une sur-expression de toxine peptidique traduisant ainsi une écologie et une épidémiologie (micro-)contexte-dépendant ayant des incidences pathologiques et cliniques très particulières.Dans leur ensemble, nos résultats participent à une recherche permettant de mieux comprendre les paramètres clés de la niche écologique de M. ulcerans et au-delà contribue à l’identification des écosystèmes aquatiques favorables, ou non, au maintien et au développement de cette mycobactérie responsable de l’ulcère de Buruli. / Mycobacterium ulcerans (MU), the causative agent of Buruli ulcer (BU), an emerging human infectious disease, is associated with tropical aquatic environments, particularly those modified by human activities. The ecology of this mycobacterium is still poorly understood, and questions remain about its transmission cycle within ecosystems and from nature to humans. Nowadays the research orientation is to show the existence of a multitude of host taxa carrying the bacillus in both aquatic and riparian ecosystems. Thus, it is likely to think that one or a few common factors might contribute and explain the presence and development of this bacillus across distinct localities and regions.In this context, we have developed experimental approaches in the laboratory to analyze the effects of several environmental parameters, selected as being important in the definition of the MU ecological niche and in its growth and persistence in natural ecosystems. Considering ranges of values encountered in endemic and non-endemic regions where BU occurs, we first tested the effect on MU growth of two polysaccharides widely present in nature (chitin and starch) and five chemical components (iron, calcium, zinc, phosphate and sulfate) representing essential nutrients for bacteria. Our work shows that chitin increases significantly the growth of MU. Conversely, the presence of starch does not favor its development with time. Calcium is the only chemical element contributing to increase MU cell number over time, but this effect remains very marginal. The lack of effect exerted by iron, zinc, sulfate and phosphate on the in vitro growth of MU suggests that values used in our experiments correspond to the limit values to explain the geographical distribution of MU in tropical aquatic ecosystems.Secondly, given the few existing information about the role of pH on the presence and development of MU in natural settings, we have reproduced in the lab some environments to study the growth of MU depending on different pH values encountered in regions of Cameroon and French Guiana where the mycobacterium can be present or absent. Our results show that pH has a significant effect on MU growth with a greater effect at pH values close to 6.0. In addition, there is a strong interaction between pH and chitin as to the same pH bacterial growth is 10 times greater in the presence of medium with chitin. These results also suggest that pH too acidic, lower than 5.0 are unfavorable for MU growth.Finally, we looked at gene expression of different MU cultures from different experimental frameworks. Here, and by making use of a new RNA sequencing approach, we studied the genetic expression of MU in differents environments. We are especially interested in the expression of genes implicated in the metabolic pathways of mycolactone production, the peptide toxin responsible of ulcerations in human. Specific environmental contexts could lead to an over-expression of these genes by MU populations, thus pinpointing the fact that MU ecology and epidemiology could be (micro-) context-dependent having some pathological and clinical implications. Taken together, our results participate in a research allowing to better understand the key parameters of the ecological niche of MU, and beyond helping to identify the aquatic ecosystems favorable or not to the maintenance and development of this mycobacterium responsible for Buruli ulcer.

L’ulcère de Buruli est la troisième mycobactériose la plus prévalente dans le monde après la tuberculose et la lèpre. L’ulcère de Buruli sévit dans au moins 33 pays dont l’Afrique de l’Ouest qui présente la prévalence la plus élevée. Parmi ces pays dans lesquels l’ulcère de Buruli est rapporté, la Côte d’Ivoire dont nous sommes originaires présente la plus forte incidence de 36% déclarée à l’Organisation Mondiale de la Santé. L’ulcère de Buruli est causé par Mycobacterium ulcerans, une mycobactérie environnementale dont le réservoir et les sources de transmission à l’homme, ne sont pas élucidés. Notre revue de la littérature a porté sur les sources environnementales de cette mycobactérie en Afrique de l’Ouest. Sur cette base, nous avons réalisé une vaste campagne de prélèvements d’échantillons environnementaux en Côte d’Ivoire et détecté par PCR en temps réel M. ulcerans dans l’eau stagnante, le sol et les selles d’un mammifère herbivore Thryonomys swinderianus. Ensuite, nous avons prouvé expérimentalement que M. ulcerans pouvait survivre dans le sol pendant au moins quatre mois et que le sol était source d’infection expérimentale par M. ulcerans dans un modèle animal. Ces résultats suggèrent que, en Côte d’Ivoire, l’eau stagnante, le sol et cet animal pourraient jouer un rôle dans le cycle de vie de la bactérie. Dans le second travail, nous avons valorisé des plantes tropicales aquatiques par l’utilisation de leurs extraits dans le milieu de culture de M. ulcerans, mycobactérie à croissance lente pour accélérer sa croissance. Dans le troisième travail, nous avons montré l’efficacité in vitro et dans un modèle animal, du bleu de méthylène contre M. ulcerans. / Buruli ulcer is the third mycobacteriosis in the world after tuberculosis, leprosy. Buruli ulcer is widespread in at least 33 countries including West Africa which has the highest prevalence. Among the countries in which Buruli ulcer is reported, Ivory Coast which we come from has the highest incidence of 36% reported in the World Health Organization. Buruli ulcer is caused by Mycobacterium ulcerans, an environmental mycobacterium whose reservoir and source of transmission to humans, are not understood. Our review of the literature focused on environmental sources of this mycobacterium in West Africa, which converge stagnant aquatic environment. On this basis, we conducted an extensive campaign of environmental sampling in Ivory Coast and detected by real-time PCR M. ulcerans in stagnant water, soil and feces of an herbivorous mammal Thryonomys swinderianus. Then we experimentally proved that M. ulcerans could survive in the soil for at least four months. These results suggest that, in Ivory Coast, stagnant water, soil and animal could play a role in the life cycle of the bacterium. In the second work, we have upgraded aquatic tropical plants by the use of extracts in the culture medium of M. ulcerans, slow growing mycobacteria to accelerate its growth. In the third work, we proposed the methylene blue, less expensive, easy to access as an alternative treatment for Buruli ulcer. It is appropriate to resume the experiment on methylene blue by other teams of researchers and after reproducing our experimental data, suggest the topical use of purified, non-toxic methylene blue in human clinical.