L'artémisinine (ART) est un composé antipaludique majeur très actif sur les souches multi-résistantes de Plasmodium falciparum. Cependant, son application clinique est limitée par sa faible solubilité en milieu aqueux et sa faible biodisponibilité par voie orale. La mise en œuvre de cyclodextrines (CDs) bioestérifiées et de dérivés amphiphiles polyoxyéthylénés permet de viser deux objectifs : i) d'une part d'améliorer la concentration aqueuse d'ART à travers son association aux vecteurs colloïdaux de CDs modifiées et ii) d'autre part d'améliorer sa biodisponibilité et son efficacité thérapeutique à travers la décoration de la surface des vecteurs. La décoration surfacique est sensée augmenter le temps de circulation sanguine des nanovecteurs de manière à maintenir des doses plasmatiques efficaces d'ART sur une longue période, suite à une administration intraveineuse. Des suspensions colloïdales stables suffisamment chargées d'ART ont été mises au point permettant de palier le problème d'insolubilité en milieu aqueux de la molécule active et donc d'envisager son administration par voie parentérale. Les essais de lyodisponibilité indiquent que l'ART est libérée des nanosystèmes pendant une période de 4 jours pour les nanoréservoirs et de 11 jours pour les nanosphères. En plus des caractérisations physico-chimiques et pharmacotechniques, les potentialités des nanoparticules décorées en surface ont été évaluées et comparées au cours de tests biologiques. In vitro, l'ART mise en forme a montré une bonne efficacité sur des souches plasmodiales choloroquino-sensibles (3D7) et chloroquino-résistantes (K1) avec des CI50 très faibles de l'ordre de 3 à 6 ng/mL. Le concept de co-nano-assemblage de dérivés amphiphiles de γ-CD-C10 bioestérifiée et de polyéthylène glycol (PEG) dans les conditions de nanoprécipitation semble être une approche intéressante pour conférer des propriétés de furtivité aux nano-systèmes de γ-CD-C10. En effet, les études in vitro mettent en évidence une diminution significativement de la phagocytose par les cellules macrophagiques et/ou de l'adsorption des protéines du complément sérique à la surface des nanoparticules de γ-CD-C10 décorées par le polysorbate 80, le stéarate de PEG1500, et le DMPE-mPEG2000. In vivo, nous observons une augmentation du temps de circulation sanguine des nanoréservoirs γ-CD-C10/polysorbate 80 et des nanosphères γ-CD-C10/DMPE-mPEG2000. Enfin, les études de pharmacocinétique réalisées chez le rat montrent que les paramètres pharmacocinétiques de l'ART sont améliorés lorsqu'elle est associée aux deux systèmes nanoparticulaires précédents. En effet, des valeurs de clairance plasmatique très faibles et de temps de demi-vie plasmatique longs (3 et 5 heures, respectivement) de l'ART ont été enregistrées avec ces deux formulations. Ces formes vectorisées d'ART mises au point ouvrent de perspectives intéressantes pour la prise en charge thérapeutiques des crises de paludisme sévère.

Le paludisme est la maladie parasitaire la plus meurtrière qui touche 3,3 milliards de personne (la moitié de la population mondiale). En 2010, le nombre des décès dus au paludisme a été estimé à 655 milles, dont 91% des cas concerne le continent Africain. Ce sont les femmes enceintes et les enfants de moins de 5 ans (86% des décès) qui sont les plus vulnérables. Pour les pays africains le paludisme est non seulement une maladie due à la pauvreté, mais il est également la cause de la pauvreté. Face à ce fléau qui fait beaucoup de ravage dans les pays pauvres, il est urgent de trouver de nouveaux traitements efficaces et accessibles aux populations concernées. D'autre part, la toxoplasmose est une maladie parasitaire qui touche principalement les pays industrialisés (50% de la population française). Cette parasitose souvent bénigne chez les personnes immunocompétentes, est qualifiée de maladie opportuniste, car elle peut s'avérer dangereuse chez les femmes enceintes et chez les patients immunodéprimés (personnes atteintes du SIDA ou ayant subi des transplantations d'organe). Les parasites responsables de paludisme (P. falciparum) et de la toxoplasmose (T. gondii) appartiennent à la grande famille des apicomplexes, qui sont des organismes unicellulaires. Afin de concevoir de nouveaux composés antipaludiques et antitoxoplasmoses, nous nous sommes inspirés de produits d'origine naturelle qui sont les aculéatines et les cyclotétrapeptides analogues de FR235222. Afin d'optimiser les propriétés antiparasitaires de ces produits naturels, nous avons développé des méthodes de synthèse rapides en peu d'étapes. Des nouveaux analogues des aculéatines ont été obtenus en utilisant une stratégie de réactions en cascade et tandem d'oxydation phénolique induites par les réactifs à l'iode hypervalent (III). Des réactions de chimie radicalaire avec les xanthates et thioesters ont permis d'obtenir une grande diversité de cyclotétrapeptides analogues de FR235222. Les activités antiparasitaires des différents analogues obtenus ont été évaluées et certains se sont révélés actifs de l'ordre du nanomolaire.

La sévérité du paludisme est influencée par des interactions complexes entre de nombreux facteurs dont la génétique de l’hôte. Plusieurs études de liaison génétique menées dans différentes ethnies africaines ont montré une liaison entre le locus 6p21 et le paludisme simple. De plus, différents variants au sein des gènes TNF et NCR3, retrouvés dans ce locus, ont été indépendamment associés à ce phénotype au Burkina Faso.Ainsi, nous nous sommes tout d’abord intéressés aux polymorphismes du TNF. Nos résultats montrent que les variants TNF-308, TNF-244, et TNF-238 sont associés à la parasitémie maximale ou aux accès simples au Congo. Les approches moléculaires indiquent que le TNF-244 a un effet cis-régulateur avec une activité promotrice réduite en présence du variant A ainsi qu’une fixation altérée de protéines nucléaires en présence de ce même variant. Enfin, nos analyses bio-informatiques suggèrent que le TNF-244 et le TNF-238 agissent en synergie pour modifier le site de fixation d’au moins un facteur de transcription.Nous avons ensuite confirmé l’association du NCR3-412 avec le paludisme simple et le nombre d’accès fébrile au Congo. Les analyses fonctionnelles montrent que ce SNP a aussi un effet cis-régulateur avec une activité promotrice accrue en présence de l’allèle G et une liaison altérée de deux complexes protéiques en présence de l’allèle C. Les approches in silico et in vitro indiquent que les facteurs STAT4 et RUNX3 sont ceux dont la fixation est altérée.NCR3-412 altérant la résistance à la forme simple du paludisme, nous avons souhaité déterminer s’il est aussi impliqué dans la résistance au paludisme sévère mais nous n’avons détecté aucune association. / The severity of malaria is influenced by complex interactions between many factors including host genetics. Numerous genetic studies conducted in different African ethnic groups have shown a significant linkage between the 6p21 locus and mild malaria attack. In addition to their linkage, several polymorphisms found under the linkage peak, and more precisely within TNF and NCR3, were also independently associated with different sub-phenotypes of mild malaria in Burkina Faso.Thus, we first focused on TNF polymorphisms. Among the 4 polymorphisms analyzed, we found associations between TNF-238, TNF-244, TNF-308 and either mild malaria attack or maximum parasitemia. Molecular approaches showed that TNF-244 has a cis-regulatory effect. Indeed, we observe a decreased promoter activity and an altered binding of nuclear proteins in the presence of the A variant. In addition, our bioinformatics analyses suggested a cooperative effect of TNF-244 and TNF-238 in modifying the binding of at least one transcription factor.We then confirmed the association of NCR3-412 with both mild malaria and the number of febrile episodes in Congo. Functional analyses have shown that this SNP has also a cis-regulatory effect with a decreased promoter activity and an altered binding of two nuclear protein complexes in the presence of the C allele. Finally, in silico and in vitro approaches indicated that STAT4 and RUNX3 are the two transcription factors affected.As NCR3-412 is associated with resistance to mild malaria, we therefore investigated whether this SNP is also involved in severe malaria resistance, but we did not detect any association neither with severe anemia nor with cerebral malaria.

La forme la plus sévère de paludisme est causée par le parasite unicellulaire P. falciparum. Lors de la phase intra-érythrocytaire de son développement, P. falciparum met en place des fonctions métaboliques nécessaires à son développement dans l'érythrocyte, à sa multiplication et enfin à sa dissémination vers d'autres érythrocytes. Comprendre et élucider les structures et les dynamiques du réseau métabolique chez le parasite, permettent de découvrir de nouvelles voies métaboliques et des étapes clefs qui peuvent jouer un rôle important dans le développement du parasite. Elles permettent également de déterminer le mécanisme d'action des agents antipaludiques et de mieux comprendre les résistances associées aux traitements existants. Dans cet objectif, une approche métabolomique ciblée, utilisant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) a été utilisée. Cette approche consiste en une quantification absolue de métabolites impliqués dans les voies de biosynthèse des phospholipides membranaires du parasite mais également d'autres métabolites qui reflètent son statut métabolique. Nous avons dans un premier temps, déterminé les distributions et les quantités absolues des métabolites présents dans un érythrocyte infecté par P. falciparum en comparaison avec un érythrocyte sain. Nous avons également mis en évidence les perturbations causées par cette infection sur le métabolisme de l'érythrocyte humain ainsi que les différents échanges qu'entretien le parasite avec sa cellule hôte mais également avec le milieu extracellulaire. Le métabolisme phospholipidique de Plasmodium est complexe car il possède plusieurs voies de synthèses opérant à partir de précurseurs initiaux distincts et conduisant à la synthèse d'un même produit final. Dans l'objectif d'étudier la contribution relative des différentes voies métaboliques dans la biosynthèse des phospholipides majoritaires chez P. falciparum (PC et PE), nous avons développé une approche qui consiste à incuber les érythrocytes infectés en présence de précurseurs marqués. / The most severe form of malaria is caused by the single-celled parasite P. falciparum. During the intra-erythrocytic stage of its development, P. falciparum implements several metabolic functions necessary for its development in the erythrocyte, its multiplication and finally to its spread to other erythrocytes. Understand and elucidate the structures and the dynamics of the parasite's metabolic network is useful to discover new metabolic pathways and key steps that may play an important role in the development of the parasite. They also help determine the mechanism of action of antimalarial agents and better understand the resistances associated with available treatments. For this purpose, a targeted metabolomics approach, using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) was used. This approach consists of an absolute quantitation of metabolites involved in the biosynthesis of membrane phospholipids of the parasite but also other metabolites that reflect its metabolic status. We initially determined the distributions and the absolute amounts of metabolites in infected erythrocytes in comparison with healthy erythrocytes. We also highlighted the disruption caused by this infection on the metabolism of the human erythrocyte and the various interactions between the parasite and its host cell as well as the extracellular medium. The phospholipids metabolism of Plasmodium is complex because it has several synthetic pathways operating from separate initial precursor and leading to the synthesis of a single end product. With the aim to study the relative contribution of these different metabolics pathways in the biosynthesis of the most important phospholipids in P. falciparum (PC and PE), we have developed an approach that involves incubation of infected erythrocytes in the presence of labeled precursors.

Le paludisme est un problème de santé public dans de nombreux pays. Cinq espèces infectent l'homme : P. falciparum, responsable de la grande majorité des décès, et P. vivax, P. ovale, P. malariae et P. knowlesi qui provoquent des formes bénignes de la maladie. Le diagnostic qui fait partie des moyens de lutte, est une urgence médicale. Les tests de diagnostic rapides (TDRs) dont l'usage est recommandés par l'OMS, sont donc de plus en plus employés. Cependant, la détection et l'identification des espèces non P. falciparum par ces tests est insuffisante. Le besoin en nouveaux couples « antigènes-anticorps » est une nécessité pour améliorer les TDRs. Au cours de ce travail, de nouveaux anticorps anti LDH de P.malariae ont été produits.Une recherche de nouveaux antigènes a également été entreprise. Pour cela, certaines enzymes de la voie de la glycolyse ont été étudiées. Pour la première fois des séquences des enzymes de cette voie ont été obtenues pour P. ovale et P. malariae. Elles ont permis de déterminer de nombreux épitopes cibles potentiels spécifiques et ceux communs à toutes les espèces. Dans un deuxième temps, une recherche en protéomique a été menée pour identifier des biomarqueurs parasitaires. L'étude du culot globulaire et du plasma de patients infectés a permis la sélection de 8 protéines cibles originales. Ces travaux préparent la fabrication et la commercialisation par la société Whidiag d'une nouvelle génération de TDRs pour le paludisme. / Malaria is a public health problem in many countries. Five species infect humans: P. falciparum, responsible for the vast majority of deaths, and P. vivax, P. ovale, P. malariae and P. knowlesi causing mild forms of the disease. The diagnostic is a means of control and a medical emergency. The rapid diagnostic tests (RDT) whose are recommended by WHO, are increasingly used. However, the detection and identification of not P. falciparum species is insufficient. New "antigen-antibody" couples are a need to improve the RDTs performance. In this work, new anti LDH antibodies from P. malariae were produced. A search for new antigens was also undertaken. For this purpose, some enzyme of glycolysis pathway were studied. For the first time the sequences of the enzymes from this pathway were obtained for P. ovale and P. malariae. We identified many potential target epitopes specific and common to all those species. In a second step, a proteomics approches has been conducted to identify parasites biomarkers. The study of red blood cells and plasma of infected patients has led to the selection of 8 original target proteins. This work prepares the manufacturing and marketing of a new generation of RDTs for malaria by the company Whidiag

L’infection par Plasmodium, parasite responsable du paludisme, débute par l’injection de sporozoïtes par un moustique du genre Anopheles. La première cible des sporozoïtes est le foie, où le parasite se développe avant l’initiation d'une phase d'infection érythrocytaire symptomatique. Dans le foie, les sporozoïtes pénètrent activement les hépatocytes en formant une vacuole parasitophore, dans laquelle le parasite se multiplie. Cette étape, appelée invasion productive, implique des facteurs parasitaires et des protéines de l’hôte, notamment CD81. Toutefois, les mécanismes mis en jeu restent méconnus. À l’aide d’une nouvelle approche génétique développée au laboratoire, nous avons produit de nouvelles souches de parasites transgéniques fluorescents, notamment chez le parasite de rongeurs P. yoelii. L’utilisation des parasites de P. yoelii GFP et d’un système cellulaire de lignées permissives ou non à l’infection, nous a permis de mieux caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu lors de l’invasion. Nous avons confirmé que l’invasion productive est précédée d’une phase de traversée cellulaire. Nous avons découvert et caractérisé la formation de vacuoles transitoires lors de cette phase de traversée cellulaire, distinctes des vacuoles parasitophores productives. Nos résultats montrent que le parasite se sert d’une perforine parasitaire, PLP1 (Perforin-Like Protein 1), pour sortir de cette vacuole transitoire et échapper à la dégradation par les lysosomes cellulaires. Une fois activés, les sporozoïtes passent d’un mode de traversée à un mode d’invasion productive. Nous avons montré que CD81 joue un rôle dans l’invasion productive. CD81 est nécessaire pour induire la sécrétion des rhoptries parasitaires, impliquées dans la formation de la jonction mobile, une structure à travers laquelle le parasite se glisse pour pénétrer dans la cellule. Nous avons pu aussi montrer qu’une autre protéine des hépatocytes, SRBI (scavenger receptor BI), définit une voie d’entrée indépendante de CD81 pour P. berghei et P. vivax. Par une approche génétique originale, nous avons pu montrer que deux protéines des micronèmes des sporozoïtes, P52 et P36, jouent un rôle majeur dans l’entrée via CD81 et SRBI, et mis à jour un lien fonctionnel entre P36 et l’entrée via SRBI. Enfin, nous avons développé plusieurs approches génétiques pour cibler le gène d’ama1 chez P. yoelii, une protéine des micronèmes impliquées dans la formation de la jonction. Nos résultats nous éclairent un peu plus sur les mécanismes d’invasion des sporozoïtes, et ouvrent des perspectives intéressantes vers le développement de nouvelles stratégies vaccinales. / Infection with the Plasmodium parasite begins with the injection of sporozoites by an Anopheles mosquito. The first target is the liver where the parasite replicates as a pre-requisite to the development of pathogenic blood stage infection. In the liver, sporozoites penetrate hepatocytes forming a parasitophorous vacuole in which the parasite multiplies. This step, the productive invasion, involves parasitic factors and host proteins, particularly CD81, but the underlying mechanisms remain largely unknown. To facilitate monitoring of sporozoite invasion, we generated novel transgenic fluorescent parasites, using a new selection strategy named GOMO (gene out marker out) in the rodent parasite P. yoelii. The use of this transgenic parasite and of host cell lines permissive or not to infection, has allowed us to better characterize the cellular and molecular mechanisms involved during invasion. We have confirmed that the productive invasion is preceded by a cell traversal phase. We discovered and characterized the formation of transient vacuoles during this step, before formation of the parasitophorous vacuole. Our results uncovered that the perforin-like protein (PLP1) mediates sporozoite egress from transient vacuoles and escape from degradation by the cell lysosomes. Once activated, the sporozoites switch from the mode of cell traversal to productive invasion. We show that CD81 plays a role in the productive invasion. CD81 is necessary to induce the secretion of rhoptries proteins, involved in the formation of the moving junction, a structure through which the parasite glides to enter the cell. We could also show that another hepatocyte protein, SR-B1 (scavenger receptor B1), defines a CD81-independent pathway for P. berghei and P. vivax infection. Using an original genetic approach, we have shown that two sporozoite micronemal proteins, P52 and P36, play a role in the entry via CD81 and SR-B1, and highlighted a functional link between P36 and entry via SR-B1. Finally, we have developed several genetic approaches to target ama1 gene in P. yoelii, which encodes a protein involved in the formation of the moving junction. Altogether, our results contribute to improve our understanding of the mechanisms of sporozoite invasion, and open interesting perspectives for the development of novel vaccine strategies.

Au Vietnam, malgré les succès du gouvernement dans la lutte contre le paludisme, cette maladie persiste en zones forestières, le long des frontières internationales, en particulier avec le Cambodge, et très peu de données sont disponibles sur la filariose lymphatique de Bancroft (FLB). Aucun vaccin n'étant actuellement disponible, la lutte antivectorielle ciblant les Anopheles, moustiques qui peuvent être vecteurs d'agents du paludisme et de la FLB, reste un des éléments clés pour mieux contrôler ces deux maladies. Toutefois, une meilleure connaissance des vecteurs présents en zones endémiques et l'étude de leur capacité vectorielle s'imposaient compte tenu du manque d'information sur la transmission de ces 2 maladies dans la région centre-sud du Vietnam. La capacité vectorielle étant fortement liée à la flore bactérienne de l'estomac des moustiques, sa biodiversité a été estimée afin de mieux appréhender les familles bactériennes présentes chez les moustiques de terrain, en particulier la présence d'Enterobacteriaceae qui peut avoir une influence sur la résistance des anophèles au développement de Plasmodium, agent du paludisme. Ce champ d'investigation n'avait encore jamais été étudié chez les vecteurs du paludisme au Vietnam.Cette thèse porte sur 2 objectifs principaux : (1) l'évaluation de la capacité vectorielle des espèces d'Anopheles dans la co-transmission de Plasmodium spp. et de Wuchereria bancrofti (agent de la FLB) dans la Province de Dak Nong et de Binh Phuoc du centre-sud Vietnam (à la frontière avec le Cambodge) et (2) l'estimation de la biodiversité de la flore bactérienne de l'estomac de populations d'Anopheles du centre-sud Vietnam et l'évaluation de l'influence de certaines bactéries sur la capacité vectorielle des espèces d'Anopheles. L'identification morphologique et moléculaire des spécimens d'Anopheles collectés dans les sites d'étude nous a permis d'appréhender et de mieux connaître la faune anophélienne du centre-sud Vietnam avec la présence de 24 taxa, dont des vecteurs primaires et secondaires. Les espèces dominantes sont Anopheles dirus (48,2%), An. maculatus (19,1%) et An. minimus (9,8%), trois vecteurs majeurs du paludisme et de la FLB. Pour la première fois au Vietnam, la présence d'An. scanloni, une des 8 espèces du Complexe Dirus et vecteur du paludisme en Thaïlande, a été montrée et confirmée après son identification par techniques moléculaires et séquençage. La relation taxonomique entre An. crawfordi et An. dangi, une espèce nommée de façon informelle au Vietnam en 1987, est clarifiée grâce à une étude phylogénétique qui nous a permis d'établir qu'An. dangi est un variant morphologique d'An. crawfordi.Le taux d'infection parasitaire des anophèles a été analysé grâce à des approches PCR, en temps réel et conventionnelle, afin de déterminer la capacité vectorielle des espèces collectées. Parmi les 765 spécimens d'Anopheles étudiés, 2 spécimens dont 1 An. dirus et 1 An. pampanai, ont été trouvés infectés par P. vivax. Les taux d'infection sont de 0,26% sur l'ensemble de l'échantillon, de 0,41% pour la Province de Binh Phuoc et de 0,28% chez An. dirus et 20% chez An. pampanai. Aucun moustique n'a été trouvé infecté ni par P. falciparum, ni par P. knowlesi et ni par Wuchereria bancrofti. La flore bactérienne de l'estomac des anophèles a été analysée après application de 2 méthodes d'identification basées à la fois sur la culture et la PCR du gène 16S sur 200 abdomens d'anophèles de 11 espèces différentes. Les résultats montrent la présence de 116 genres bactériens, dont 18 genres communs, classés taxonomiquement dans 7 phyla dont Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Planctomycetes, Proteobacteria et Synergistetes. Le genre dominant de Dak Nong est Acinetobacter et celui de Binh Phuoc est Staphyloccocus. Acinetobacter est aussi dominant dans la communauté bactérienne de tous les spécimens d'Anopheles étudiés. / In Vietnam, despite the success of the Government in controlling malaria, the disease persists in forest areas along the international borders, especially with Cambodia, and few data are available on the Bancroftian lymphatic filariasis (BLF). No vaccine is currently available to protect from these two diseases, then vector control of Anopheles mosquitoes, that may transmit both malarial and BLF agents, remains one of the key element to control these two diseases. As there is a real lack of information on the transmission of these two diseases in south-central region of Vietnam, it was necessary to apprehend the vectors occurring in endemic areas and to study their vectorial capacity. As bacterial flora in Anopheles midgut may have a strong influence on the vectorial capacity of the mosquito, its biodiversity was estimated in order to better understand bacterial families present in mosquitoes from the field, in particular the presence of Enterobacteriaceae that can have an influence on the development of Plasmodium, agent of malaria. This field of investigation of bacteria has never studied in malaria vectors of Vietnam.This thesis focuses on two main objectives: (1) to evaluate the vectorial capacity of Anopheles species in the co-transmission of Plasmodium spp. and Wuchereria bancrofti (BLF agent) in the Provinces of Dak Nong and Binh Phuoc in south-central Vietnam (near the border with Cambodia), and (2) to estimate the biodiversity of the bacterial flora in the midgut of Anopheles populations of south-central Vietnam and evaluate the influence of certain bacteria on the vectorial capacity of Anopheles species.Morphological and molecular identification of Anopheles specimens collected in the study sites allowed us to apprehend and better understand the Anopheles fauna in south-central Vietnam composed of 24 taxa, including primary and secondary vectors. The dominant species were Anopheles dirus (48.2%), An. maculatus (19.1%) and An. minimus (9.8%), three major vectors of malaria and the BLF. For the first time, An. scanloni, one of the 8 species of Dirus Complex and malaria vector in Thailand, was collected in Vietnam and confirmed by molecular and sequencing techniques. The relationship between An. crawfordi and An. dangi, a species informally named in Vietnam in 1987, was clarified through a phylogenetic study that allows us to establish that An. dangi is a morphological variation of An. crawfordi.The parasites infection rate of Anopheles was investigated using both real-time PCR and conventional PCR to determine the vectorial capacity of the collected species. Of the 765 Anopheles specimens, 2 individuals, such as 1 An. dirus and 1 An. pampanai, were found infected by P. vivax. Then, the infection rates were of 0.26% on the total sample, 0.41% in Binh Phuoc, 0.28% for An. dirus, and 20% for An. pampanai. No mosquito was found infected by either P. falciparum, P. knowlesi or Wuchereria bancrofti.The bacterial flora in Anopheles midguts was analyzed using 2 identification methods based on culture and on 16S PCR-TTGE processed on 200 abdomens of 11 different Anopheles species. The results obtained showed the presence of 116 bacterial genera, including 18 common genera, belonging to 7 phyla such as Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Planctomycetes, Proteobacteria, and Synergistetes. The dominant genus in Dak Nong was Acinetobacter and Staphyloccocus in Binh Phuoc. Acinetobacter was dominant in the bacterial community of all studied Anopheles. The genus Enterobacter, which can influence the development of the Plasmodium, represented a prevalence of 1.7% of the microbiome of our specimens compared to 39.2% for the predominant genus Acinetobacter. This latter genus was significantly associated to Anopheles infected with Plasmodium vivax.

Les maladies fébriles y compris les maladies bactériennes sont mal connues en Côte d’Ivoire et en Guinée. Tout d’abord, nous avons recherché par biologie moléculaire des bactéries pathogènes transmises par les tiques en Côte d’Ivoire. Nous avons analysé différentes espèces de tiques prélevées chez des bovins et mis en évidence des bactéries pathogènes responsables de nombreuses maladies infectieuses comme Rickettsia, Borrelia, Anaplasma, Ehrlichia, Coxiella burnetii (fièvre Q) et aussi vingt nouvelles espèces potentielles.Ensuite, notre objectif était de détecter par biologie moléculaire des micro-organismes pathogènes chez l’homme. Concernant l’étude des plaies et des peaux saines en Guinée, la plupart des patients étaient infectés par Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus et plusieurs espèces d'Acinetobacter.Parmi les patients fébriles et les sujets apyrétiques recrutés en Guinée et en Côte d’Ivoire, Plasmodium falciparum reste le micro-organisme le plus fréquent surtout dans les échantillons de sang des patients fébriles bien que plusieurs bactéries aient été aussi identifiées. En Guinée, il s’agissait de Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Salmonella enterica Non Typhi et Non Paratyphi et R. felis. Ces bactéries ont été également identifiées ainsi que Salmonella enterica Typhi, Salmonella enterica Paratyphi, Tropheryma whipplei et une nouvelle espèce potentielle de Wolbachia en Côte d’Ivoire. Nos travaux ont permis d’établir le répertoire des bactéries transmises par les tiques en Côte d’Ivoire, celles impliquées dans les bactériémies en Côte d’Ivoire et en Guinée (Conakry). / Febrile illnesses including bacterial diseases are poorly known in Côte d'Ivoire and Guinea.In the first part of our work, we researched by molecular biology bacteria transmitted by ticks in Côte d’Ivoire. We analyzed different species of ticks collected from cattle and highlighted pathogenic bacteria responsible for many infectious diseases such as Rickettsia, Borrelia, Anaplasma, Ehrlichia, Coxiella burnetii (Q fever) and twenty potential new species. In the second part, our goal was to detect using molecular biology several microorganisms in humans in Guinea (Conakry) and Côte d'Ivoire. As regards the study of wounds and healthy skin in Guinea, most patients were infected with Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, several species of Acinetobacter.Among the febrile patients and healthy controls afebrile recruited in Guinea and Côte d'Ivoire, Plasmodium falciparum is the most common detected microorganism especially in blood samples from febrile patients although several bacteria were also identified. In Guinea, it was Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, non-typhoidal Salmonella spp., and R. felis. These bacteria were also identified as well as Salmonella enterica Typhi, Salmonella enterica Paratyphi, Tropheryma whipplei and a potential new species of Wolbachia in Côte d’Ivoire.This work allowed establishing the repertory of bacteria transmitted by ticks in Côte d’Ivoire, as well as those involved in bacteremia in Côte d’Ivoire and Guinea (Conakry).

Le programme d’élimination du paludisme de l’OMS est menacé par l’émergence etla propagation potentielle de parasites de l’espèce Plasmodium falciparum résistants à l’artémisinine. Récemment il a été montré que (a) des SNPs dans une région du chromosome 13 subissaient une forte sélection positive récente au Cambodge,(b) plusieurs sous-populations de parasites de P. falciparum résistants et sensibles à l’artémisinine étaient présentes au Cambodge, (c) des mutations dans le domaine Kelch du gène k13 sont des déterminants majeurs de la résistance à l’artémisinine dans la population parasitaire cambodgien et (d) des parasites de sous-populations du nord du Cambodge près de la Thaïlande et du Laos sont résistants à la méfloquine et portent l’allèle R539T du gène de k13.Il est donc nécessaire d’identifier la base génétique de la résistance dans le but de surveiller et de contrôler la transmission de parasites résistants au reste du monde, pour comprendre le métabolisme des parasites et pour le développement de nouveaux médicaments. Ce travail a porté sur la caractérisation de la structure de la population de P. falciparum au Cambodge et la description des propriétés métaboliques des sous-populations présentes ainsi que des flux de gènes entre ces sous-populations. Le but est d’identifier les bases génétiques associées à la transmission et l’acquisition de résistance à l’artémisinine dans le pays.La première approche par code-barre a été développée pour identifier des sous-populations à l’aide d’un petit nombre de loci. Une approche moléculaire de PCR-LDR-FMA multiplexée et basée sur la technologie LUMINEX a été mise au point pour identifier les SNP dans 537 échantillons de sang (2010 - 2011) provenant de 16centres de santé au Cambodge. La présence de sous-populations le long des frontières du pays a été établie grâce à l’analyse de 282 échantillons. Les flux de gènes ont été décrits à partir des 11 loci du code-barre. Le code-barre permet d’identifier les sous-populations de parasites associées à la résistance à l’artémisinine et à la méfloquine qui ont émergé récemment.La seconde approche de caractérisation de la structure de la population de P.falciparum au Cambodge a été définie sur la base de l’analyse de 167 génomes de parasites (données NGS de 2008 à 2011) provenant de quatre localités au Cambodge et récupérés à partir de la base de données ENA. Huit sous-populations de parasites ont pu être décrites à partir d’un jeu de 21257 SNPs caractérisés dans cette étude. La présence de sous-populations mixtes de parasite apparait comme un risque majeur pour la transmission de la résistance à l’artémisinine. L’analyse fonctionnelle montre qu’il existe un fond génétique commun aux isolats dans les populations résistantes et a confirmé l’importance de la voie PI3K dans l’acquisition de la résistance en aidant le parasite à rester sous forme de stade anneau.Nos résultats remettent en question l’origine et la persistance des sous-populations de P. falciparum au Cambodge, fournissent des preuves de flux génétique entre les sous-populations et décrivent un modèle d’acquisition de résistance à l’artémisinine.Le processus d’identification des SNPs fiables a été ensuite appliqué au génome de Babesia microti. Ce parasite est responsable de la babésiose humain (un syndrome de type malaria) et est endémique dans le nord-est des Etats-Unis. L’objectif était de valider la position taxonomique de B. microti en tant que groupe externe aux piroplasmes et d’améliorer l’annotation fonctionnelle du génome en incluant la variabilité génétique, l’expression des gènes et la capacité antigénique des protéines. Nous avons ainsi identifié de nouvelles protéines impliquées dans les interactions hôte-parasite. / The undergoing WHO Malaria elimination program is threatened by the emergenceand potential spread of the Plasmodium falciparum artemisinin resistant parasite.Recent reports have shown (a) SNPs in region of chromosome 13 to be understrong recent positive selection in Cambodia, (b) presence of P. falciparum parasiteresistant and sensitive subpopulations in Cambodia, (c) the evidence that mutationsin the Kelch propeller domain of the k13 gene are major determinants ofartemisinin resistance in Cambodian parasite population and (d) parasite subpopulations in Northern Cambodia near Thailand and Laos with mefloquine drugresistance and carrying R539T allele of the k13 gene.Identifying the genetic basis of resistance is important to monitor and control thetransmission of resistant parasites and to understand parasite metabolism for the development of new drugs. This thesis focuses on analysis of P. falciparum population structure in Cambodia and description of metabolic properties of these subpopulations and gene flow among them. This could help in identifying the genetic evidence associated to transmission and acquisition of artemisinin resistance over the country.First, a barcode approach was used to identify parasite subpopulations using smallnumber of loci. A mid-throughput PCR-LDR-FMA approach based on LUMINEXtechnology was used to screen for SNPs in 537 blood samples (2010 - 2011) from 16health centres in Cambodia. Based on successful typing of 282 samples, subpopulations were characterized along the borders of the country. Gene flow was described based on the gradient of alleles at the 11 loci in the barcode. The barcode successfully identifies recently emerging parasite subpopulations associated to artemisinin and mefloquine resistance.In the second approach, the parasite population structure was defined based on167 parasite NGS genomes (2008 - 2011) originating from four locations in Cambodia,recovered from the ENA database. Based on calling of 21257 SNPs, eight parasite subpopulations were described. Presence of admixture parasite subpopulation couldbe supporting artemisinin resistance transmission. Functional analysis based on significant genes validated similar background for resistant isolates and revealed PI3K pathway in resistant populations supporting acquisition of resistance by assisting the parasite in ring stage form.Our findings question the origin and the persistence of the P. falciparum subpopulations in Cambodia, provide evidence of gene flow among subpopulations anddescribe a model of artemisinin resistance acquisition.The variant calling approach was also implemented on the Babesia microti genome.This is a malaria like syndrome, and is endemic in the North-Eastern USA. Theobjective was to validate the taxonomic position of B. microti as out-group amongpiroplasmida and improve the functional genome annotation based on genetic variation, gene expression and protein antigenicity. We identified new proteins involved in parasite host interactions.

La résistance aux insecticides est un phénomène naturel d'adaptation des insectes. Lorsqu'elle apparaît dans une population de vecteur, elle compromet les interventions de lutte anti-vectorielle, et limite les possibilités de contrôle des agents pathogènes qu'ils transmettent. La résistance aux insecticides chez les Culicidae vecteurs est largement répandue de par le monde, et on la retrouve notamment dans les territoires insulaires. Cependant, l'isolement géographique des îles influe sur la présence et la distribution des allèles de résistance. En travaillant sur quatre espèces de moustiques dans plusieurs contextes insulaires, nous nous sommes attachés à (i) évaluer les niveaux de résistance et à caractériser les mécanismes impliqués, (ii) identifier les facteurs, contextuels et/ou évolutifs, expliquant la présence et la distribution des gènes de résistance chez certaines de ces espèces, et (iii) évaluer de nouveaux outils de lutte pouvant être mis en place dans le contexte insulaire particulier que représente Mayotte. Nos résultats montrent une forte résistance de Culex p. quinquefasciatus à toutes les familles d'insecticides utilisées jusqu'à présent dans l'Océan Indien. Cependant, la distribution de ces mécanismes de résistance a présenté une forte hétérogénéité régionale, les allèles de résistance n'étant pas présents dans toutes les îles et/ou pas aux mêmes fréquences. De plus, à une échelle plus locale sur l'île de Mayotte, il existe de fortes disparités entre les espèces étudiées en terme de résistance. Ces différences inter-espèces, intra-île et inter-îles sont discutées en fonction de l'influence des pressions de sélections locales et de leurs sources, et du coût génétique des différents allèles présents. Des propositions d'évolution des pratiques de lutte à Mayotte sont énoncées, intégrant les nouveaux outils que nous avons évalués sur le terrain. / Insecticide resistance is a natural adaptation phenomenon of insects. When it occurs in a vector population, it compromises vector control interventions, and therefore limits the ability to control the diseases they transmit. Insecticide resistance in Culicidae is widespread throughout the world, and is also found in islands. However, their geographic isolation influences the presence and distribution of resistance alleles. We have worked on four mosquito species in several islands, and we tried to (i) assess the resistance levels and characterize the mechanisms involved, (ii) identify contextual and/or evolutionary factors explaining the presence and distribution of resistance genes in some of these species, and (iii) evaluate new control tools that can be implemented in the specific context of Mayotte island. Our results showed a strong resistance of Culex p. quinquefasciatus to all insecticide families used so far in the Indian Ocean. However, the distribution of resistance mechanisms showed a strong spatial heterogeneity. Indeed, some resistance alleles were not present on all islands and/or not at the same frequencies. In addition, at a more local scale in Mayotte, there were strong differences of resistance status between species. These differences between species and islands are discussed in relation to the influence of local selection pressures and their origins, and to the fitness cost of different alleles. Proposals for modification in vector control practices are set to Mayotte, integrating new tools we have evaluated on the field.