Si les parasites sont étudiés depuis très longtemps, la plupart des connaissances concernent des parasites présentant un intérêt médical ou vétérinaire. Ainsi, malgré leur omniprésence au sein du monde vivant, le rôle des infections parasitaires sur les populations naturelles est encore très mal maîtrisé. <br />Un objectif de ce travail était d'étudier la pathogénicité de deux groupes de parasites (tiques et Haemosporidae) au sein de populations de Merles noirs. Ces deux groupes de parasites se sont révélés associés aux indices de condition corporelle et de réponse immunitaire des individus. Cependant, l'étude d'une population urbaine ne nous a pas permis de confirmer un effet des Haemosporidae sur la survie et la dynamique de la population de Merles.<br />L'incidence du milieu de vie (structuration spatiale) sur le fonctionnement de la relation hôte-parasite a été également abordée. En effet, le Merle est une espèce ubiquiste. Nous avons montré que les populations de milieu urbanisé présentent des infections parasitaires plus faibles que celles vivant en milieu forestier. Ce résultat pourrait expliquer en partie les fortes densités de Merles en zones urbaines, même si d'autres interprétations restent bien sûr envisageables.<br />Enfin, divers travaux récents suggèrent le rôle des caroténoïdes comme lien entre l'immunité des mâles et l'intensité de leur signaux colorés. Cependant, ces études utilisent des mesures de l'immunité par challenge immunitaire pour « mimer » les infections parasitaires. Cette démarche a été récemment discutée car les challenges pourraient ne pas toujours refléter la résistance parasitaire. Nos résultats vont dans ce sens. De plus, nos travaux semblent montrer que le contexte social module la relation entre immunité et signaux colorés. Ceci pourrait remettre partiellement en cause l'idée selon laquelle les caroténoïdes constituent un mécanisme universel garant de l'honnêteté des signaux.

Les Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC) sont responsables de toxi-infections alimentaires conduisant à des colites hémorragiques pouvant se compliquer d'un syndrome hémolytique et urémique. Une fois arrivés dans l'intestin, les EHEC adhèrent aux cellules épithéliales en causant des lésions d'attachement-effacement. Le système de sécrétion de type III et les protéines effectrices requis pour ce phénotype sont codés majoritairement par le locus d'effacement des entérocytes (LEE), constitué de plusieurs opérons (LEE1-5). Notre étude a permis de clarifier une des cascades de régulation contrôlant l'expression du LEE. Par des analyses en qRT-PCR et des immuno précipitations de la chromatine, nous avons déterminé que les régulateurs GadE et GadX sont des répresseurs indirects de l'expression du LEE. GadE active l'expression de gadX, et GadX réprime l'expression de ler, codant pour le principal activateur des opérons LEE2-5. De plus, GadE réprime aussi l'expression des opérons LEE4 et LEE5 indépendamment de Ler. En retour, Ler réprime l'expression de gadE et de gadX. Le monoxyde d'azote (NO) est un effecteur majeur de la réponse immune innée, produit en particulier par les cellules épithéliales intestinales. Il avait été montré que le NO réprime l'expression du LEE et active celle de gadE et de gadX. Notre étude a permis d'identifier le régulateur clé responsable de ces régulations, NsrR. NsrR réprime indirectement l'expression de gadE et gadX et active l'expression des opérons LEE1, LEE4 et LEE5 en se fixant sur leurs promoteurs respectifs. En présence de NO, NsrR devient inactif. Ainsi, le NO réprime directement l'expression du LEE en supprimant la fixation de NsrR aux promoteurs du LEE1, LEE4 et LEE5, et indirectement en activant l'expression de gadE et donc de gadX. Un modèle de régulation intégrant l'ensemble de ces résultats est proposé. D'autre part, nous avons identifié et caractérisé une nouvelle phosphodiestérase spécifique des EHEC les plus pathogènes, VmpA. Par son activité d'hydrolyse du di-GMPc, VmpA contrôle la mobilité bactérienne, la formation de biofilm, et probablement l'expression du LEE, mais aurait aussi un rôle plus général dans la physiologie des EHEC.

Les amibes sont des organismes unicellulaires eucaryotes, de 10 à 300 µm, pouvant vivre sous forme parasite ou évoluer librement dans les sols et les milieux aquatiques ou encore adopter l’une ou l’autre forme en fonction de l’environnement. Certaines amibes libres sont hautement pathogènes pour les animaux et l’homme, en particulier Naegleria fowleri qui se développe dans les eaux naturellement chaudes à des températures comprises entre 27 et 45°C. Cette espèce est responsable d'une encéphalite généralement mortelle, la méningo-encéphalite amibienne primitive (MEAP), dont un cas a été recensé en Guadeloupe en 2008. Un enfant de 9 ans ayant contracté la maladie est décédé quelques jours après un bain dans les eaux chaudes de Dolé, sur la commune de Gourbeyre. Notre travail de Thèse à l’Institut Pasteur, en collaboration avec l’ARS, a permis d’initier un programme de recherche sur ces amibes pathogènes très peu connues sur notre territoire, afin de mieux évaluer le risque lié aux baignades dans les sources géothermales de la Guadeloupe. Nous avons développé et mis au point une méthode de détection et de dénombrement des amibes faisant appel à la biologie moléculaire qui est aujourd’hui appliquée en routine au sein de notre laboratoire. Depuis Janvier 2011, un suivi mensuel a révélé la présence des amibes thermophiles et de l’amibe pathogène dans presque tous les sites analysés (Ravine Chaude, Bains de La Lise et Bain du Curé à Pigeon, Bains Jaunes, Bain de Dolé, Bain de Capes, Bain des Amours, Bain de la rivière Grosse-Corde, Chute du Carbet, Bain de Morphy et Bain chaud de Matouba), à l’exception des eaux chaudes soufrées et/ou salées de Sofaïa et de l’Anse Thomas à Bouillante. Le séquençage des produits de PCR obtenus et déposés dans Genbank nous a permis de confirmer l’appartenance de cette souche de N. fowleri, au type 3 Euro-américain, identique à celui détecté lors de l’accident de 2008 (Moussa et al. 2013). Le nombre d’amibes pathogènes retrouvées varie de 2 à 30 amibes/litre selon les bains, sans dépasser la limite de 100 amibes/litre recommandée par les autorités sanitaires. En dépit de ces faibles concentrations, une surveillance régulière des bassins est nécessaire. Sur l’ensemble de l’année 2011-2012, l’espèce pathogène N. fowleri a été la plus fréquemment rencontrée par rapport aux espèces non pathogènes N. lovaniensis et Hartmanella sp. Ces données de surveillance ont amené l’ARS et les communes concernées à organiser une campagne de sensibilisation à destination des populations locales et touristiques, reposant sur l’installation de panneaux de prévention à proximité des principaux sites où N. fowleri a été retrouvée.La présence régulière de N. fowleri tout au long de l’année dans la plupart des bains chauds et notamment dans les bains les plus fréquentés, a orienté notre travail sur la recherche de l’origine de leur contamination. Nous avons découvert que les sources géothermales ne sont pas contaminées à leur émergence, mais que les amibes proviennent de la terre en amont des bassins. Ce résultat qui montre que le sol est le réservoir naturel des amibes, nous a permis de proposer aux collectivités un moyen de lutte efficace en canalisant l’eau depuis l’émergence jusqu’au bassin, sans passer par le sol. / Amoebas are eukaryotic unicellular organisms, measuring from 10 to 300 µm, being able to live under a parasite form or to evolve freely in soils and aquatic media. They can even adopt either form depending of the environment. Some free living amoebas are highly pathogenic for animals and humans, especially Naegleria fowleri which develops in naturally hot waters at temperatures between 27 and 45°C. This species is responsible for an encephalitis generally lethal, the primary amoebic meningoencephalitis (PAM), a case of which occured in Guadeloupe in 2008. A 9-year-old child having contracted the disease, died a few days after a bath in the hot waters of Dolé, in Gourbeyre. Our Thesis at the Institut Pasteur of Guadeloupe, in association with the ARS, initiated a research program on these pathogenic amoebas poorly known in our territory, to better estimate the risk to contract the disease while bathing in geothermal recreational waters of Guadeloupe. We developed and worked out a method of detection and enumeration of amoebas using the molecular biology, which is currently applied in routine in our laboratory. Since January, 2011, a monthly monitoring of the baths revealed the presence of thermophilic free living amoebas and pathogenic amoeba in almost all the analyzed sites (Ravine Chaude, La Lise, Bain du Curé à Pigeon, Bains Jaunes, Bain de Dolé, Bain de Capès, Bain des Amours, Bain de la rivière Grosse-Corde, Chutes du Carbet, Morphy and the hot bath of Matouba), with the exception of sulphurated and/or salty hot waters of Sofaïa and the Anse-Thomas in Bouillante. The sequencing of the PCR products obtained were deposited in Genbank and confirmed that the Guadeloupean N. fowleri belonged to the Type-3 Euro-American, identical to that detected in the patient in 2008 (Moussa et al. 2013). The number of pathogenic amoebas varied from 2 to 30 amoebas / liter according to the baths, without exceeding the limit of 100 amoebas / liter recommended by the health authorities. In spite of this rather low concentration the baths require a regular surveillance. On the full year 2011-2012, the pathogenic species N. fowleri was the most frequently encountered species followed by N. lovaniensis and Hartmanella sp. These data of the surveillance led the ARS and the municipalities concerned to organize an awareness campaign destinated to the local and tourist population, based on the installation of prevention panels near the main sites where N. fowleri was found. The regular presence of N. fowleri during the year in most of the hot baths, especially the most frequented ones, leads us to look for the origin of their contamination. We discovered that geothermal springs are not contaminated at their emergence, but that amoebas come from the soil upstream the baths. This result which shows that soil is the natural reservoir of amoebas, allowed us to propose to the authorities effective means of prevention by installing pipes to carry the water from the emergence to the bath, without touching the soil.

Les protozooses digestives restent une des premières causes de morbidité, de malnutrition et de mortalité dans le monde. Cependant, la biologie de certains protozoaires entériques comme Blastocystis est mal connue et il reste négligé par les autorités sanitaires. Ce parasite colonise le tractus intestinal de l’Homme et de nombreux animaux. Son principal mode de transmission est la voie oro-fécale et sa prévalence peut dépasser 50% dans les pays en développement. Il présente une large diversité génétique avec 17 sous-types (STs) identifiés à ce jour. Un large faisceau de données récentes suggère que l’infection à Blastocystis est associée à une variété de troubles gastro-intestinaux et de l’urticaire.Dans le cadre de ma thèse, des études épidémiologiques ont été menées dans différents pays (Liban, Sénégal, France) afin de déterminer la prévalence de ce parasite dans la population humaine et identifier des facteurs de risque d’infection. En parallèle, à travers une enquête dans des zoos français, des réservoirs animaux de transmission zoonotique du parasite ont été proposés. D’autre part, les mécanismes impliqués dans la colonisation de l’hôte par Blastocystis ont été étudiés.Dans le cadre des enquêtes épidémiologiques, le parasite a été recherché dans les selles par PCR en temps réel et l’amplicon obtenu séquencé pour le sous-typage. La première étude menée au Liban a montré une prévalence de 19% dans la population générale mais cette prévalence atteint 60% dans une population d’écoliers vivant dans la même région. Une prévalence de 100% a été obtenue dans une cohorte d’enfants sénégalais. Ces fortes prévalences s’expliquent par des conditions d’hygiènes très précaires. Le ST3 était prédominant dans ces deux pays suivi des ST1 et ST2. Dans une étude multicentrique menée en France, une prévalence globale de 18,3% a été obtenue avec une prédominance du ST3 suivi des ST1, ST4 et ST2. Cette distribution est aussi celle observée dans une majorité de pays européens. Dans l’étude française, des variables (voyage récent, âge, saison) ont été identifiés comme des facteurs de risque de transmission du parasite. Le contact avec des animaux peut représenter un autre facteur de risque du fait du potentiel zoonotique du parasite. Dans une large étude épidémiologique réalisée dans deux zoos français sur plus de 160 espèces animales, la prévalence globale de Blastocystis dépasse 30% avec des variations importantes selon les groupes d’animaux. En comparant la distribution des STs entre l’Homme et les différents groupes d’animaux, les primates, les artiodactyles (bovins et cochons) et les oiseaux représenteraient les principaux réservoirs potentiels d’infection pour l’Homme.Une association entre l’infection à Blastocystis et l’appendicite a été mise en évidence chez une enfant au Maroc confirmant la pathogénie et le potentiel invasif et inflammatoire du parasite. De plus, 26 autres membres de sa famille ont présenté des symptômes digestifs suggérant une épidémie de blastocystose d’origine hydrique. L’hypothèse d’une relation entre ST de Blastocystis et pouvoir pathogène a été émise d’où l’intérêt d’une étude de génomique comparative afin d’identifier des facteurs de virulence pouvant être spécifiques d’un ST. A ce jour, aucune différence n’a pu être mise en évidence entre le génome de ST4 séquencé durant ma thèse et celui de ST7 disponible dans les bases de données alors qu’ils présentent une virulence différente in vitro. Enfin, l’impact de la colonisation par Blastocystis sur la composition du microbiote intestinal humain a été évalué. Une approche par séquençage à haut-débit a permis de comparer les compositions des microbiotes de patients infectés ou non par Blastocystis montrant une diversité bactérienne plus élevée chez les patients colonisés par le parasite. Ces données suggèrent que la colonisation par Blastocystis ne serait pas associée à une dysbiose intestinale généralement observée dans les maladies infectieuses intestinales. / Digestive protozoan infections are a major cause of morbidity, malnutrition and mortality worldwide. However, the biology of some enteric protozoa as Blastocystis is not well known and these microorganisms remain still neglected by the health authorities. Briefly, this parasite colonizes the intestinal tract of humans and various animals. Its main mode of transmission is the fecal-oral route and its prevalence can exceed 50% in developing countries. It exhibits a large genetic diversity with 17 subtypes (STs) identified to date. Recent data suggest that infection with Blastocystis is associated with a variety of gastrointestinal disorders and urticaria. As part of my thesis, epidemiological studies have been conducted in different countries (Lebanon, Senegal, France) to determine the prevalence of this parasite in the human population and identify risk factors for infection. In parallel, through a survey in French zoos, animal reservoirs of zoonotic transmission of Blastocystis have been proposed. Moreover, mechanisms involved in the colonization of the host by the parasite were studied.As part of, epidemiological, the parasite was identified in faecal samples by real-time PCR and the resulting amplicon was sequenced for subtyping. The first study conducted in Lebanon in the Tripoli area showed a prevalence of 19% in the general population but this prevalence reached 60% in a population of school children living in the same region. A prevalence of 100% was obtained in a cohort of Senegalese children. The high prevalence observed in these countries can be explained by poor hygiene conditions in connection with the faecal peril. In terms of distribution of STs, the ST3 was predominant in both countries followed by ST1 and ST2. In a multicenter study conducted in France, an overall prevalence of 18.3% was obtained with a predominance of ST3, followed by ST1, ST2 and ST4. This distribution is quite similar to that observed in most European countries. In the French study, parasite prevalence was significantly higher in summer than in winter. Other variables such as a recent trip and age have been identified as risk factors for transmission of the parasite. The contact with animals may represent another risk factor because of the zoonotic potential of the parasite. In a large epidemiological study conducted in two French zoos and including over 160 animal species, the overall prevalence of Blastocystis exceeds 30% with significant variations between animal groups. By comparing the distribution of STs between humans and different groups of animals, primates, artiodactyls (cattle and pigs) and birds represent major potential reservoirs of infection for humans.An association between infection with Blastocystis and appendicitis was demonstrated in a child in Morocco confirming the pathogenicity and invasive and inflammatory potential of the parasite. In addition, 26 other family members presented digestive symptoms suggesting waterborne outbreak of blastocystosis. The hypothesis of a relationship between Blastocystis ST and pathogenicity was suggested hence the interest of a comparative genomics study to identify virulence factors that may be present or absent for some STs. No difference was found between the ST4 genome sequenced during my thesis and the ST7 genome available in the database while these STs have different virulence in vitro. Finally, the unknown impact of colonization by Blastocystis on the composition of the human intestinal microbiota was evaluated. The compositions of the bacterial microbiota of 96 patients infected or not by Blastocystis were obtained by high-throughput sequencing and compared. A higher bacterial diversity was found in colonized patients compared to non-infected patients. These data suggest that colonization by Blastocystis would not be associated with dysbiosis generally observed in intestinal infectious diseases but rather to a healthy intestinal microbiota.

La pathogénicité des souches d'Escherichia coli producteurs de Shiga-Toxines (STEC) dans les fromages est peu connue à ce jour et bien que la prévalence des STEC dans les matrices au lait cru soit élevée, le nombre de cas épidémiologiques liés à leur consommation reste rare. L'objectif de la thèse est d'apporter des éléments de compréhension de cette pathogénicité en axant nos travaux sur (i) la caractérisation génétique de souches isolées de produits laitiers, (ii) l'étude de l‘inhibition de l'adhésion des EHEC grâce aux globules gras du lait et des fromages au lait cru. Les données de l'étude sur la diversité génétique par PFGE d'une Une collection de souches de STEC isolées de produits au lait cru présentent une grande diversité de profils de macrorestriction révélés par électrophorèse en champ pulsé (PFGE). L'analyse de leur profil de virulence par approche rt-qPCR a montré que, à l'exception de quelques gènes (stx1/2 chez les STEC O26:H11 et les gènes stx1, nleF et Z6065 chez les STEC O157:H7), ces souches isolées de produits laitiers possèdent le patrimoine génétique propre à déclencher les pathologies à EHEC. Des associations entre les globules gras et les EHEC ont été mise en évidence par microscopie à épi fluorescence. Nos travaux ont également montré une inhibition de l‘adhésion de deux souches EHEC à des enthérocytes en culture (modèle in vitro).Enfin, des tests d‘adhésion des EHEC dans une matrice fromagère appauvrie ou non en globules gras, en modèle souris ont été réalisés. Les données ont montré que la présence de globules gras induit un retard d‘excrétion des EHEC d‘un jour. Les globules gras induisent également une variation du site d‘implantation (de 6 cm) au niveau du colon. Nos travaux apportent des connaissances sur la pathogénicité des STEC issus de produits laitiers. Néanmoins, des études complémentaires sont nécessaires pour statuer sur la pathogénicité des STEC isolés de fromages au lait cru et apporter des réponses concrètes aux industriels de cette filière et aux instances décisionnelles pour l‘établissement d‘une éventuelle réglementation. / Pathogenic Shiga toxin producing Escherichia coli (STEC) are foodborn pathogens wordwild and their pathogenicity in dairy products are yet not well define. Despite their presence in such foodstuff, STEC outbreaks or isolated infectious cases due to consumption of dairy products remain rare. The main objectif of this thesis was to evaluate the potential pathogenicity of STEC in dairy products. This work was divided into two main axes: (i) the genetic characterization of STEC isolated from dairy products and (ii) the inhibition of EHEC adhesion to intestinal tract due to Milk Fat Globule (MFG) of milk and raw milk cheeses. A collection of STEC strains from dairy products showed a hight genetic diversity by PFGE analysis. Virulence profil analysis by rt-qPCR showed that dairy STEC strains present genes implicated into disease enhancement, exception of stx1/2 genes for O26:H11 STEC and stx1, nleF et Z6065 genes for O157:H7 STEC. Interactions between STEC cells and MFG, in raw milk, were confirmed by epifluorescence microscopy. EHEC adherence inhibition property of MFG to enterocytes was demonstrated by an in vitro approach. EHEC adhesion test managed in streptomycin treated CD1 mice demonstrated that the presence of MFG in cheese matrices used to feed animals induced a lag of excretion of EHEC cells one day post-feeding. Moreover, MFG induced a shift of 6 cm of the primo-implantation site of EHEC. Our study provides knowledge about pathogenicity of STEC isolated from dairy products. However, further studies are needed to determine the pathogenicity of the isolated products STEC in raw milk cheeses and provide practical solutions to industrial and risk assessment managers to developed potential reglementations.

La palourde japonaise, Venerupis philippinarum, a été introduite en France au début des années 70 à des fins aquacoles. Depuis 1987, d’importants épisodes de mortalité, causés par la bactérie pathogène Vibrio tapetis, touchent cette espèce le long des côtes françaises et européennes. Cette vibriose, appelée Maladie de l’Anneau Brun (MAB), est considérée comme une maladie d’eau froide. L’interaction tripartite entre V. philippinarum, V. tapetis et l’environnement a été explorée à travers le rôle du système enzymatique des phénoloxydases (POs) dans le but de mieux comprendre la réponse immunitaire de la palourde japonaise, la virulence de l’agent pathogène mais aussi l’impact de l’environnement et plus particulièrement de la température. Les POs sont des oxydoréductases impliquées dans la synthèse de la mélanine et de ses dérivés mais aussi dans les processus de reconnaissance du non-soi et d’encapsulation chez les invertébrés. Dans un premier temps, l’activité PO du sérum d’hémolymphe a été caractérisée d’un point de vue biochimique comme étant majoritairement de type laccase ; une activité minoritaire de type tyrosinase a également été identifiée. Des infections de palourdes par trois souches de V. tapetis, à différentes températures, ont mis en évidence une modulation de la réponse du système PO en fonction du temps et du compartiment étudiés. De façon générale, l’infection bactérienne s’est traduite par une augmentation de l’activité PO. Toutefois, le niveau basal d’activité PO est variable d’une population à une autre et cette variabilité semble traduire une susceptibilité différente à la MAB. L’augmentation de la température de 15 à 22°C a entraîné une augmentation des capacités immunitaires de la palourde japonaise. La températurea également eu un impact sur la pathogénicité de V. tapetis et ce, de façon différentielle selon les souches. L’inhibition de l’activité PO observée in vitro en présence de produits extracellulaires bactériens souligne la complexité de l’interaction entre V. philippinarum et V. tapetis. Ainsi, le suivi de l’activité PO constitue un biomarqueur pertinent des capacités immunitaires des invertébrés marins dans l’interaction tripartite hôte-pathogène-environnement. / The manila clam, Venerupis philippinarum, was introduced in France in the early 70’s for aquaculture purposes. Since 1987, mass mortality events, caused by the pathogenic bacterium Vibrio tapetis, have occurred in this species along French and European coasts. This vibriose, called Brown Ring Disease (BRD), is considered as a cool water disease. The tripartite interaction between V. philippinarum, V. tapetis and the environment was explored through the role of the enzymatic system of phenoloxidases (POs) in order to better understand the manila clam immune response, the pathogen virulence and also the environment impact and particularly the temperature’s one. POs are oxidoreductase enzymes involved in the synthesis of the melanin and its derivatives and also in the processes of non-self recognition and encapsulation in invertebrates. Firstly, PO activity was biochemically characterized in the hemolymph serum as a laccase-like activity; a minority tyrosinaselike activity was also identified. Clam inoculation with three V. tapetis strains, at various temperatures, highlighted a modulation of the answer of the PO system according to time post-infection and studied compartments. Overall, bacterial infection resulted in an increase in PO activity. However, the PO activity basal level varies between populations and this variability seems to reflect different susceptibility to the BRD. An increase in temperature from 15 to 22°C led to an increase in manila clam immune abilities. The temperature also had an impact on the V. tapetis pathogenicity and this impact was variable according to the strains. PO activity inhibition observed, in vitro, in the presence of bacterial extracellular products underlines the complexity of the interaction between V. philippinarum and V. tapetis. Thus, the monitoring of the PO activity constitutes a relevant biomarker of marine invertebrate immune abilities in the tripartite interaction host-pathogen-environment.

L’infection pulmonaire chronique à Pseudomonas aeruginosa (P. a.) est considérée comme la principalecause de morbidité et de mortalité liée à la mucoviscidose. Au cours de cette infection persistante, labactérie s'adapte à l’environnement pulmonaire caractéristique de ces patients et évolue avec son hôtependant des décennies. Cette évolution adaptative est portée par les phénotypes, avec notamment unediminution de la virulence et une augmentation de la résistance aux antibiotiques au cours du temps. Bienque plusieurs études aient tenté d’évaluer les mécanismes génétiques de cette évolution, il demeureaujourd’hui difficile d’expliquer les relations entre les mutations accumulées dans le génome bactérien etl’expression de phénotypes cliniquement pertinents, ou encore de corréler ces mutations avec l’état desanté du patient.Nous proposons dans ce travail d’étudier les mécanismes sous-tendant cette évolution adaptative à unniveau d’observation post-génomique : la métabolomique. Dernière-née des disciplines –omiques, lamétabolomique permet la prise de vue instantanée du métabolisme, et offre une vision au plus proche duphénotype. Pour cela, nous avons constitué une banque de lignées clonales évolutives de P. a. prélevéesau cours de l’infection pulmonaire chronique chez des patients atteints de mucoviscidose. Cette banque aensuite été caractérisée aux plans clinique, phénotypique et métabolomique. L’intégration de ces différentsniveaux d’information par des méthodes statistiques multi-tableaux nous a permis de mettre en évidencedes voies métaboliques impliquées dans la patho-adaptation de P. a. à son hôte.Nos résultats permettent de faire émerger de nouvelles hypothèses pour le développement d’outilsthérapeutiques et diagnostiques visant à améliorer la prise en charge de ces infections particulièrementrésistantes aux antibiotiques. De plus, nos travaux démontrent l’intérêt de la métabolomique pour l’étudede l’évolution adaptative bactérienne en conditions naturelles. / Chronic lung infection with Pseudomonas aeruginosa (P. a.) is considered as the leading cause of cysticfibrosis (CF) morbidity and mortality. During this persistent infection, the bacterium adapts to the typical lungenvironment of these patients and evolves within its host for decades. This adaptive evolution is driven byphenotypes, including a decrease in virulence and an increase in antibiotic resistance over time. Althoughseveral studies have attempted to elucidate the genetic mechanisms of this evolution, it remains difficulttoday to explain the relationships between the accumulated genomic mutations and the expression ofclinically relevant phenotypes, or to correlate these mutations with the patient’s health status.In this work, we propose to study the mechanisms underlying this adaptive evolution at a post-genomicobservation level: metabolomics. Metabolomics, the newest of the -omics disciplines, provides an instantview of the metabolic activities, and furnishes a vision as close as possible to the phenotype. To this end,we constructed a bank of evolutive clonal P. a. lineages sampled during chronic lung infection in patientswith CF. This bank was then clinically, phenotypically and metabolomically characterized. Integration ofthese different levels of information by multi-block statistical methods has allowed us to highlight metabolicpathways involved in within-host patho-adaptation of P. a. .Our results rise new hypotheses for the development of therapeutic and diagnostic tools with the aim ofimproving the management of these infections particularly resistant to antibiotics. In addition, our workdemonstrates the interest of metabolomics to study bacterial adaptive evolution under natural conditions.

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Les Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC) sont responsables de toxi-infections alimentaires conduisant à des colites hémorragiques pouvant se compliquer d’un syndrome hémolytique et urémique. Une fois arrivés dans l’intestin, les EHEC adhèrent aux cellules épithéliales en causant des lésions d’attachement-effacement. Le système de sécrétion de type III et les protéines effectrices requis pour ce phénotype sont codés majoritairement par le locus d’effacement des entérocytes (LEE), constitué de plusieurs opérons (LEE1-5). Notre étude a permis de clarifier une des cascades de régulation contrôlant l’expression du LEE. Par des analyses en qRT-PCR et des immuno précipitations de la chromatine, nous avons déterminé que les régulateurs GadE et GadX sont des répresseurs indirects de l’expression du LEE. GadE active l’expression de gadX, et GadX réprime l’expression de ler, codant pour le principal activateur des opérons LEE2-5. De plus, GadE réprime aussi l’expression des opérons LEE4 et LEE5 indépendamment de Ler. En retour, Ler réprime l’expression de gadE et de gadX. Le monoxyde d’azote (NO) est un effecteur majeur de la réponse immune innée, produit en particulier par les cellules épithéliales intestinales. Il avait été montré que le NO réprime l’expression du LEE et active celle de gadE et de gadX. Notre étude a permis d’identifier le régulateur clé responsable de ces régulations, NsrR. NsrR réprime indirectement l’expression de gadE et gadX et active l’expression des opérons LEE1, LEE4 et LEE5 en se fixant sur leurs promoteurs respectifs. En présence de NO, NsrR devient inactif. Ainsi, le NO réprime directement l’expression du LEE en supprimant la fixation de NsrR aux promoteurs du LEE1, LEE4 et LEE5, et indirectement en activant l’expression de gadE et donc de gadX. Un modèle de régulation intégrant l’ensemble de ces résultats est proposé. D’autre part, nous avons identifié et caractérisé une nouvelle phosphodiestérase spécifique des EHEC les plus pathogènes, VmpA. Par son activité d’hydrolyse du di-GMPc, VmpA contrôle la mobilité bactérienne, la formation de biofilm, et probablement l’expression du LEE, mais aurait aussi un rôle plus général dans la physiologie des EHEC. / Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is a foodborne pathogen causing hemorrhagic colitis and Hemolytic and Uremic Syndrome (HUS). After reaching the gut, EHEC adhere to the epithelial intestinal cells causing attachment/effacement lesions (A/E lesions). The locus of enterocyte effacement (LEE) encodes for a type three secretion system and several effector proteins required for A/E lesions. The LEE is composed of five main operons (LEE1-5). In this work we identified the molecular mechanisms of one of the regulatory cascades controlling LEE expression. Using qRT-PCR and chromatin immunoprécipitation we determined that GadE and GadX are two indirect repressors of LEE expression. GadE activates gadX expression, and GadX represses ler expression, the latter encoding the main activator of LEE2-5 operons. Moreover, GadE also represses LEE4 and LEE5 expression independently of Ler. In turn, Ler represses gadE and gadX expression. Nitric oxide (NO) is a crucial effector of the innate immune response, in part produced by intestinal epithelial cells. It has been shown previously that NO represses LEE and activates gadE and gadX expression. In this study we identified the key regulator responsible for these regulations: NsrR. NsrR represses indirectly gadE and gadX expression and activates LEE1, LEE4 and LEE5 expression by binding to their respective promoter. In the presence of NO, NsrR is inactivated. Thus, NO directly represses LEE expression by relieving NsrR binding to the LEE1, LEE4 and LEE5 promoters, and indirectly by activating gadE and gadX expression. A regulatory model is proposed based on these results.In addition, we identified and characterized a new phosphodiesterase which is specific for the most virulent EHEC strains: VmpA. By degrading c-di-GMPc, VmpA controls motility, biofilms formation, and probably LEE expression. It would also have a global effect on EHEC physiology.

La palourde japonaise, Venerupis philippinarum, a été introduite en France au début des années 70 à des fins aquacoles. Depuis 1987, d'importants épisodes de mortalité, causés par la bactérie pathogène Vibrio tapetis, touchent cette espèce le long des côtes françaises et européennes. Cette vibriose, appelée Maladie de l'Anneau Brun (MAB), est considérée comme une maladie d'eau froide. L'interaction tripartite entre V. philippinarum, V. tapetis et l'environnement a été explorée à travers le rôle du système enzymatique des phénoloxydases (POs) dans le but de mieux comprendre la réponse immunitaire de la palourde japonaise, la virulence de l'agent pathogène mais aussi l'impact de l'environnement et plus particulièrement de la température. Les POs sont des oxydoréductases impliquées dans la synthèse de la mélanine et de ses dérivés mais aussi dans les processus de reconnaissance du non-soi et d'encapsulation chez les invertébrés. Dans un premier temps, l'activité PO du sérum d'hémolymphe a été caractérisée d'un point de vue biochimique comme étant majoritairement de type laccase ; une activité minoritaire de type tyrosinase a également été identifiée. Des infections de palourdes par trois souches de V. tapetis, à différentes températures, ont mis en évidence une modulation de la réponse du système PO en fonction du temps et du compartiment étudiés. De façon générale, l'infection bactérienne s'est traduite par une augmentation de l'activité PO. Toutefois, le niveau basal d'activité PO est variable d'une population à une autre et cette variabilité semble traduire une susceptibilité différente à la MAB. L'augmentation de la température de 15 à 22°C a entraîné une augmentation des capacités immunitaires de la palourde japonaise. La températurea également eu un impact sur la pathogénicité de V. tapetis et ce, de façon différentielle selon les souches. L'inhibition de l'activité PO observée in vitro en présence de produits extracellulaires bactériens souligne la complexité de l'interaction entre V. philippinarum et V. tapetis. Ainsi, le suivi de l'activité PO constitue un biomarqueur pertinent des capacités immunitaires des invertébrés marins dans l'interaction tripartite hôte-pathogène-environnement.