La préservation de la qualité des eaux marines et la lutte contre les pollutions liées à l'activité humaine sont devenues des enjeux mondiaux. De nombreux contaminants biologiques et polluants chimiques se retrouvent dans l’eau de mer, par conséquent dans les produits aquacoles. Ce contexte fait qu’aujourd’hui, les professionnels de la mer sont à la recherche de solutions pour préserver voire améliorer la qualité de leurs eaux. Au sein de notre biodiversité, les éponges marines sont des animaux capables de filtrer 10 000 fois leur volume en eau par jour et de retenir 80% des particules en suspension comme la matière organique, les minéraux, les bactéries et les virus. Par la même occasion, elles accumulent certains éléments traces métalliques comme le plomb, le cadmium ou le cuivre. En collaboration avec le Comité Régional de Conchyliculture de Bretagne Sud, le projet REMEDBIO dans lequel s’inscrit cette thèse se propose d'exploiter le potentiel de filtration des éponges marines du littoral breton. Les objectifs sont de contrôler le développement de bactéries pathogènes et de réduire la présence de polluants chimiques. L’éponge marine Hymeniacidon perlevis (Demospongiae) a été choisie comme modèle pour cette étude. Après avoir mis en évidence la faisabilité de la culture d’éponges marines sur l’estran, notre travail a montré, lors d’essais in vitro, une diminution de la contamination des huîtres par deux bactéries, Escherichia coli et Vibrio aestuarianus, et par le plomb, un élément trace métallique, en présence d’éponges. La dernière phase de ce travail a consisté à valoriser les résultats obtenus. Le projet d’entreprise LECOMER a débuté par le concours START’UBS (lauréat) proposé par l’Université de Bretagne Sud en 2014. Par la suite, LECOMER a été élu lauréat des Trophées de l’Innovation du Morbihan 2014. / The conservation of waters quality and the fight against pollution due to human activities havebecome global issues. Many biological contaminants and chemical pollutants are found in sea water, therefore in aquaculture products. This context fact sea professional are looking for solutions to preserve or even improve the quality of their waters. Among marine biodiversity, marine sponges filter 10 000 times their volume of water per day and retain 80 % of suspended particles such as organic matter, minerals, bacteria and viruses. In addition, sponges are therefore considered as bio-accumulators of metallic trace element such as lead, cadmium or copper. In collaboration with the Comité Régional de Conchyliculture de Bretagne Sud, REMEDBIO project proposes to exploite potential of marine sponges of the Brittany coast. One of the main priorities of this project is to reduce the impact of chemicals (heavy metals) and of biological contaminants (bacteria, viruses) on shellfish breeding. The marine sponges Hymeniacidon perlevis (Demospongiae) was chosen as the model for this study. Having demonstrated the feasibility of the culture of marine sponges on the foreshore, our work has shown, when tested in vitro, reduced contamination of oysters by two bacteria, Escherichia coli and Vibrio aestuarianus, and lead, a metal trace element, in the presence of sponges. The last phase of this work has been to enhance the results. The company LECOMER project began with the START'UBS contest (winner) proposed by the Université de Bretagne Sud in 2014. Thereafter, LECOMER was elected winner of the Innovation Awards of Morbihan in 2014.

Le travail de thèse s’inscrit dans la problématique très actuelle des mortalités massives de naissain et de juvéniles d’huîtres creuses, C. gigas, et des questionnements autour de l’implication des pesticides dans ce phénomène. La première partie de la thèse a été consacrée à l’étude des effets de pesticides sur les capacités hémocytaires de l’huître creuse (in vitro et in vivo). L’effet immuno-modulateur des xénobiotiques sélectionnés (seul ou en mélange) a été exploré principalement au travers de la cytométrie en flux. La deuxième partie de la thèse a concerné l’étude des effets d’un mélange de pesticides sélectionnés sur le virus OsHV-1 et l’infection qu’il induit chez l’huître creuse. Les effets des pesticides sur le virus lui-même ont été évalués. Les expériences réalisées n'ont pas permis de mettre en évidence, dans les conditions testées, de dégradation des particules virales en présence des polluants. D’autre part, leurs effets sur les huîtres elles-mêmes ont été explorés après traitement des animaux avec un mélange de pesticides lors d’essais de pathologie expérimentale. Il a ainsi pu être montré que des huîtres préalablement contaminées par un mélange de pesticides à des concentrations retrouvées dans l’environnement semblaient être plus sensibles à l’infection virale. La troisième partie de la thèse a concerné l’étude de l’autophagie chez l’huître creuse, C. gigas. La publication du génome complet de cette espèce en 2012 a ouvert de nouvelles possibilités pour étudier l'immunité innée. L’étude de l’autophagie réalisée pour la première fois chez l’huître creuse a consisté lors d’une première étape en la recherche in silico de gènes impliqués dans cette voie et des protéines correspondantes par western blotting. Puis, le rôle de ce processus important dans l’immunité innée a été exploré au travers d’essais de reproduction d’infections en présence ou non de modulateurs de l’autophagie. Les résultats obtenus semblent montrer que l’autophagie soit un processus important pouvant être impliqué dans les capacités de défense de l’huître creuse vis-à-vis d’infections virales et bactériennes. / The thesis work is part of the very current issue on mass mortality outbreaks affecting Pacific oyster, C. gigas, spat and juveniles and questions about the involvement of pesticides in this phenomenon. The first part of this thesis was devoted to study the effects of pesticides on hemocyte parameters in the Pacific oyster (in vitro and in vivo). The immunomodulator effect of selected pesticides (alone or in mixture) has been explored principally through flow cytometry. The second part concerned the study of the effects of a pesticides mixture on OsHV-1 itself. No direct effects have been reported on the viral particles in presence of the pollutants. Moreover, pesticide effects on Pacific oysters were also explored through experimental pathology assays after treatment of animals with a polluant mixture. Results showed that pesticide treated oysters appeared more susceptible to the viral infection in experimental conditions. The third part concerned the study of autophagy in the Pacific oyster, C. gigas. The publication of the complete genome in 2012 has opened up new possibilities for the study of innate immunity in this species. The study of autophagy for the first time in oysters consisted in a first step in the in silico search for genes involved in this pathway and the corresponding proteins by Western blotting. Then, the role of this important process in innate immunity has been explored through reproduction infections tests with or without modulators of autophagy. Results showed that autophagy appeared as involved in defence mechanisms against viral and bacterial infection in Pacific oysters.

Crassostrea gigas est l’espèce d’huître la plus cultivée au monde. Depuis 2008, des évènements de mortalité massive touchent les huîtres âgées de moins d’un an en Europe et en Océanie et ont été associés à l’émergence d’un nouveau variant de l’Ostréid herpèsvirus type 1, OsHV-1 μvar. Les huîtres sont naturellement présentes dans les écosystèmes estuariens et côtiers, caractérisés par des fluctuations de salinité et de pH. Dans le cadre de ce travail, l’effet de la salinité (10, 15, 25, 35‰) et du pH (7.8, 8.1) sur la réponse de l’huître à une infection par OsHV-1 a été étudié. La survie d’huîtres acclimatées à une salinité de 10‰ préalablement à l’exposition à une source infectieuse est de 95% et s’explique par une diminution de l’infectiosité d’OsHV-1. En revanche, la survie d’huîtres non-acclimatées simultanément soumises à un choc de salinité à 10‰ et exposées à une source infectieuse n’est que de 23%, ce qui reflète un affaiblissement physiologique. La survie (S) des huîtres aux autres salinités est classée de la manière suivante : S15‰ > S35‰ > S25‰ et selon le pH comme suit : SpH 7.8 < SpH 8.1. Dans les deux études ces contrastes de survie ne sont pas expliqués par un différentiel d’infectiosité du virus mais par celui de la réponse métabolique de l’hôte. Le métabolisme des sucres et l’activité antioxydante d’huîtres acclimatées à 25 et 35‰ sont supérieurs à celui d’huîtres à 10-15‰ et pourraient expliquer leur moindre survie. La plus faible activité antioxydante observée chez des huîtres maintenues à pH 7.8 suggère une production réduite d’espèces réactives de l’oxygène et le maintien d’une production basale d’espèces réactives de l’azote malgré l’infection, ce qui aurait pu réduire la capacité de défense des huîtres face au virus et expliquer leur moindre survie en comparaison à ce qui est observé à pH 8.1. / Crassostrea gigas is the most cultivated oyster species around the world. Since 2008, mass mortality events have been affecting oysters aged less than one year old in Europe, and Oceania and have been associated with a new variant of the ostreid herpesvirus type 1, OsHV-1 μvar. Oysters live in estuaries and bays where they are exposed to fluctuations of salinity and pH. In the present work, the effect of salinity (10, 15, 25, 35 ‰) and pH (7.8, 8.1) on the response of oysters to infection by OsHV-1 was investigated. The survival of oysters acclimated to 10 ‰ prior to be exposed to a source of infection is 95% and is explained by a reduction of OsHV-1infectivity. In contrast, the survival of non-acclimated oysters simultaneously submitted to a salinity stress at 10 ‰ and exposed to a source of infectious is only 23%, likely reflecting physiological impairment. The survival (S) of oysters in other salinity treatment is ranked as follow: S15‰ > S35‰ > S25‰ and according to pH as follows: SpH 7.8 < SpH 8.1. In both studies these contrasts of survival are not explained by differences in OsHV-1 infectivity but in host metabolic response. The carbohydrate metabolism and antioxidant activity of oysters acclimated to 25 and 35‰ is higher than in oysters at 10-15 ‰ and could explain the lower survival. Lower antioxidant activity is observed in oysters maintained at pH 7.8 likely reflecting a reduced production of reactive oxygen species and the maintenance of a basal production of nitrogen reactive species despite infection. This might impair the defense ability of oysters to OsHV-1 explaining the reduced survival at pH 7.8 in comparison to what observed at pH 8.1.

Crassostrea gigas est la principale espèce d’huître cultivée dans le monde. Depuis 2008, de sévères épisodes de mortalités affectent les huîtres âgées de moins d’un an en Europe et en Océanie et sont associées à l’émergence de l’Ostreid herpèsvirus μVar (OsHV-1 μVar). En Europe, ces mortalités sont saisonnières et surviennent lorsque la température de l’eau de mer est comprise entre 16°C et 24°C. Dans le cadre de ce travail, l’effet des hautes températures (21°C, 26°C et 29°C) est évalué sur la sensibilité des huîtres à OsHV-1 mais aussi sur la persistance et la virulence du virus. La survie des huîtres infectées maintenues à 29°C (86%) est supérieure à la survie des huîtres placées à 21°C (52%) et à 26°C (43%).Les températures élevées (29°C) diminuent la sensibilité des huîtres à OsHV-1 sans altérer l'infectivité du virus et sa virulence. L’exposition des huîtres infectées à 29°C pourrait réduire l’expression des gènes viraux et la synthèse de virions par la réduction de l’expression de gènes hôtes codant pour des protéines impliquées dans la transcription et la traduction, la réduction de l’expression de gènes impliqués dans le catabolisme, le transport des métabolites, et synthèse de macromolécules.Finalement, l’induction conjointe de l’apoptose, des processus d’ubiquitinylation et de la réponse immunitaire, pourrait permettre l’élimination d’OsHV-1. / Crassostrea gigas is the main species of oyster cultivated in the world. Since 2008, mass mortality events have been affecting oysters aged less than one year old in Europe and Oceania and have been associated with the emergence of the Ostreid herpes virus μVar (OsHV-1 μVar). In Europe, these events are seasonal and occur when the seawater temperature is between 16°C and 24°C. In this work, the effect of high temperatures (21°C, 26°C and 29°C) was evaluated on the susceptibility of oysters to OsHV- 1 but also on the virulence of virus.High temperatures (29°C) reduce the susceptibility of oysters to OsHV-1 without altering the infectivity of the virus and its virulence. High temperature could reduce viral infection and virus synthesis by reducing the expression of host genes that encode proteins involved in transcription and translation, catabolism, metabolites transport, and macromolecules biosynthesis. Finally, the induction of apoptosis, ubiquitinylation processes and immune response could lead to the elimination of OsHV-1.

Le virus ostreid herpesvirus type 1 (OsHV-1), peut être considéré comme un des agents infectieux majeur affectant les élevages d’huîtres creuses, Crassostrea gigas, en France. Des différences de sensibilité à l’infection ont également été observées au sein de cette espèce. Des travaux précédents suggèrent un lien entre la base génétique et la survie des animaux face à l’infection. Dans ce contexte, l’objectif principal du travail de thèse était de mieux comprendre les interactions entre l’huître creuse et OsHV-1, et plus particulièrement, les bases moléculaires du cycle viral. Nos résultats montre que le virus est capable de se répliquer chez l’hôte quel que soit son stade de développement, et sa sensibilité. Cependant, la cinétique de multiplication est plus rapide chez des individus sensibles comparés aux moins sensibles. Il apparaît également que chez les individus survivants, le virus ne soit plus détectable après une phase de réplication active. Cette observation laisse suspecter (i) une rémission avec une élimination du virus ou (ii) une persistance du virus sans symptômes détectables. Ces résultats mettent en lumière la possibilité du virus de circuler au sein des individus survivants. Ces individus peuvent excréter des particules virales et intervenir ainsi dans le processus d’infection en milieu naturel. L’ensemble de ces résultats représentent une premier contribution à la compréhension du cycle d’ OsHV-1 chez l’huître creuse, plus particulièrement au niveau moléculaire. / In France, Ostreid herpesvirus type 1 (OsHV-1), can be considered one of the major infectious agents in Pacific oysters, Crassostrea gigas. Susceptibility differences to infection were observed in this species. Previous work suggested that the genetic basis and the survival animals to infection were related. In this context, the main objective of this thesis was to understand the interactions between oysters and OsHV-1, in particular, the molecular basis of the viral cycle. Our results shows that the virus is able to replicate in the host regardless of its stage of development or its susceptible. However, multiplication kinetic is faster in susceptible individuals compared to less susceptible individuals. After a active replication, it would appear that the virus is no detectable in survival individuals. This observation suggests (i) a remission with elimination of the virus or (ii) a virus persistence without detectable symptoms. These results highlight the ability of the virus circulating in the host without causing mortality. These individuals can excrete viral particles and interfere with the infection process in field. All these results represent a first contribution to the understanding of OsHV-1 cycle in Pacific oysters, particularly at the molecular level.