Le système nerveux des invertébrés présente des caractéristiques fonctionnelles différentes de celles des vertébrés. Chez la sangsue Hirudo medicinalis, modèle d’étude privilégié en neurobiologie, une réparation efficace de la chaîne nerveuse est possible après lésion. Ce processus physiologique nécessite la mobilisation des cellules microgliales présentes au sein au système nerveux de la sangsue et rappelle certaines phases d’une réaction inflammatoire. Une recherche des effecteurs moléculaires impliqués dans ce recrutement cellulaire a été entreprise. Une protéine homologue au facteur du complément humain C1q, nommée HmC1q, a été caractérisée et a été montrée comme impliquée dans le phénomène d’accumulation précoce de la microglie. En effet, constitutivement exprimée au sein des neurones, HmC1q s’accumule directement au niveau de la lésion du connectif et a été démontrée capable d’augmenter le recrutement d’une sous-population de cellules microgliales en réponse à la lésion. HmC1q se comporte ainsi comme une cytokine à activité chimio-attractante. La production d’une forme recombinante en levure de type Pichia pastoris a permis ensuite de préciser les modalités d’action de ce nouveau facteur chimiotactique, fortement actif au sein du système nerveux de la sangsue. Les expériences de cytométrie en flux, d’immunopréciptation et de chimiotactisme réalisées avec un anticorps anti-gC1qR plaident pour l’existence d’une structure réceptrice homologue au gC1qR des vertébrés sur la sous-population réactive à HmC1q.Par ce travail, il a été mis en évidence, pour la première fois dans le SNC d’un invertébré, l’existence d'une « nouvelle cytokine » HmC1q, ayant une homologie avec la protéine C1q des vertébrés, mais également faisant partie de la vaste famille des cytokines C1q-TNF. Les résultats originaux obtenus suggèrent que HmC1q puisse avoir un rôle-clé dans le dialogue neurone-glie nécessaire au maintien de l’intégrité du système nerveux. / The nervous system of invertebrates has functional characteristics different from those of vertebrates. In the leech Hirudo medicinalis, a well-recognized model in neurobiology, the nerve cord repair might be effective after injury. This physiological process requires the mobilization of microglial cells present in the leech nervous system and seems to mimic some key-phases of an inflammatory reaction.A search of the effector molecules involved in this cell recruitment was undertaken. A protein homologous to human complement factor C1q, named HmC1q, was characterized and was shown to be involved in the early accumulation of microglia. Indeed, constitutively expressed in neurons, HmC1q is directly expressed on the cut end of the connective and, in response to the injury, has been shown to increase the recruitment of a subpopulation of microglial cells. Thus HmC1q behaves as a chemoattractant cytokine. The production of its recombinant form in the yeast Pichia pastoris enabled us to specify the molecular mechanisms by which this new chemoattractant, might be highly active in the leech nervous system. The experiments carried out by flow cytometry, immunopreciptation and in chemotaxis analysis that were performed with an anti-gC1qR, argue for the existence of an human homologous gC1qR-like receptor at the surface the reactive of microglial cell subpopulation reactive to HmC1q. By this work, it was shown, for the first time in the CNS of an invertebrate, the existence of a « new cytokine » HmC1q, homologous to the vertebrate protein C1q, but also belonging to the vast C1q-TNF cytokine family. Finally the present original results suggest that HmC1q may have a key role in neuron-glia dialogue that is essential to maintain the integrity of the nervous system.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La peste porcine africaine (PPA) est une maladie hémorragique contagieuse dévastatrice pour l’élevage porcin pour laquelle aucun traitement ni vaccin ne sont disponibles. Cette infection est due à un virus à ADN, unique membre de la famille des Asfarviridae, qui se transmet directement entre suidés ou via un vecteur, la tique du genre Ornithodoros. Le rôle de ces tiques dans le cycle épidémiologique de la PPA consiste principalement à maintenir le virus dans les populations de suidés sauvages en Afrique. Elles ont aussi été identifiées à l’origine de certains cas de résurgence de la maladie dans des bâtiments d’élevage porcin, notamment dans la péninsule ibérique, lors des années 1970-80. La PPA, éradiquée fin des années 1980 en Europe (à l’exception de la Sardaigne), a été de nouveau introduite en 2007 d’abord en Géorgie pour progresser jusqu’à atteindre l’Est de l’Union Européenne. La question de la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et des déterminants qui influencent cette compétence est posée dans l’évaluation des risques d’endémisation et/ou de dispersion de la maladie en Europe et ailleurs. Le premier chapitre de cette thèse vise à caractériser la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et faire ressortir les patrons généraux qui la qualifient. Pour cela, a été réalisée une revue systématique des études ayant testé la compétence vectorielle d’une ou plusieurs espèces de tiques pour une ou plusieurs souches virales de PPA durant ces 50 dernières années. Au final, il en ressort une forte variabilité de résultats selon les couples tique-virus. En outre, il semble difficile de comparer ces résultats et d’établir des « profils types » du fait de l’évaluation partielle de la compétence vectorielle pour de nombreux couples tique-virus et de la diversité des méthodologies utilisées pour tester et mesurer la compétence. Pour autant chaque modalité d’étude révèle une partie des mécanismes et des adaptations auxquels sont soumis les couples tique–virus et suggère l’effet de certains déterminants dont deux sont traités dans les deux autres chapitres de la thèse. Le second chapitre de la thèse traite de l’adaptation tique-virus, par l’étude expérimentale de l’infection des tiques O. erraticus, O. porcinus et O. moubata à l’aide de deux souches de génotype II du virus de la PPA, et par un essai de transmission du virus des tiques aux porcs. Des souches du génotype II ont été choisies car ce génotype circule actuellement en Europe et risque d’infecter les tiques européennes O. erraticus s’il se propage jusqu’en péninsule ibérique. Alors qu’O. erraticus est capable de s’infecter et de transmettre différentes souches virales du génotype I, sa compétence à transmettre la souche Georgia2007/1 (génotype II) n’a pour l’instant pas été démontrée. Toutefois, nos études suggèrent que les résultats de compétence dépendent aussi des conditions d’expérimentation telles que la nature des colonies de tiques utilisées ou encore le titre viral utilisé pour infecter les tiques. Le dernier chapitre de la thèse porte sur l’effet de la salive de tique sur l’étape de transmission du virus de la PPA par la tique au porc. Durant le repas de sang, la salive est un élément essentiel qui va permettre l’accroche et le gorgement durable de la tique sur son hôte, avec des propriétés immuno-modulatrices importantes agissant directement sur l’hôte. Ainsi a été réalisée une étude expérimentale in vivo faisant intervenir la tique O. porcinus et le virus Ambat02 (génotype II) et testant l’effet local et systémique chez le porc d’un extrait de glandes salivaires de tique co-inoculé ou non avec le virus de la PPA, versus la piqûre naturelle de tiques non infectées. Les résultats de cette expérience nous montrent que la salive de tique est capable de moduler au niveau local le recrutement de cellules immunitaires dans la peau du porc et potentiellement influencer l’infection locale chez le porc. / African swine fever (ASF) is a contagious hemorrhagic disease with disastrous financial consequences for pig industry, as no vaccine or treatment exists. This infection is caused by a DNA virus, only member of the Asfarviridae family that can be directly transmitted between swine or by a non-compulsory vector, the Ornithodoros tick. Ornithodoros ticks play a role in the persistence of the disease within wild and domestic suids in Africa. They were also involved in resurgences of outbreaks in some pig farms in the Iberian Peninsula in 1970-1980. ASF, eradicated in Europe at the end of the 1980’s except in Sardinia, was reintroduced in Georgia in 2007 then spread towards the Eastern European Union. The question of the tick vector competence for ASF virus (ASFV) and its related determinants is of importance in the risk assessment of endemisation/spread of the disease in Europe or elsewhere.The first chapter of this thesis aims to characterize Ornithodoros tick vector competence for ASFV and to highlight a common pattern to qualify it. For this purpose, a systematic review of the studies carried out on the vector competence of one or more tick species for one or more ASFV, was performed on the last 50 years publications. A high variability of the results obtained for different couples “tick-virus” was highlighted. As most of the papers describe partial evaluation of the vector competence and because of the high number of methods used to perform these assessments, it was definitively very difficult to compare these results, and to propose common patterns. However, each of these studies revealed a part of the mechanisms that participated to the adaptation in the couple “tick-virus”, and suggested the importance of different determinants, out of them, two were experimentally assessed as described in the two other chapters.The second chapter of this thesis describes the adaptation “tick-virus” through the experimental infection of three different ticks, O. erraticus, O. porcinus and O. moubata by two ASFV strains belonging to the genotype II. O erraticus’s competence is known for ASFV strains belonging to the genotype I but has never demonstrated the ASFV Georgia 2007/1 strain (genotype II) and currently circulating in Europe. However, the experiments we performed, suggest that many experimental conditions could influence the results obtained on vector competence as the tick colony or the virus dose used for the tick infection.The third chapter describes the effect of the tick saliva on the ASFV transmission from the tick to the pig. Tick saliva contains important immunomodulatory molecules that interfere with the pig immune system permitting complete engorgement of the tick on its host. The host-vector and pathogen interactions were studied through an in vivo experimentation involving pig, O porcinus tick and ASFV Ambat02 strain (genotype II). The local and systemic effects on the pig immune responses were assessed with the ASFV alone or combined with tick gland extract, versus a healthy tick bite. Data analysis highlighted the tick saliva role on skin immune cell recruitment and its potential effect on local infection.

La leptospirose est une zoonose causée par les bactéries du genre Leptospira. Elle touche près de 1 million d'individus par an dans le monde entier et sévit à l'état endémique dans les pays au climat tropical tel que La Réunion. Les manifestations habituelles sont variables d'un individu à l'autre et englobent une simple fièvre jusqu'aux défaillances poly-viscérales avec mortalité dans 5 à 10% des cas. Sa physiopathologie est encore mal comprise, en particulier la part que joue une réponse immunitaire inappropriée dans la genèse des manifestations graves qui surviennent en quelques heures, et avant la mise en place d'une réponse immunitaire adaptative propre à éliminer le microorganisme. Si l'échappement de la bactérie au système du complément est bien documenté, le rôle des acteurs cellulaires du système immunitaire inné reste à étayer. Notre étude avait donc pour objectif d'explorer l'immunopathologie de la leptospirose humaine dans la phase initiale de l’infection. Notre méthodologie s'est appuyée principalement sur des analyses quantitatives et qualitatives des acteurs cellulaires du système immunitaire inné à partir de prélèvements sanguins en phase précoce de la maladie, et comparaison avec la phase de convalescence et des sujets contrôles. Dans un premier temps nous avons montré qu'une population particulière de lymphocytes T impliquée dans la réponse immune innée, les lymphocytes Tγδ, avaient un taux abaissé et que cette baisse était corrélée à la charge bactérienne ainsi qu'à l’intensité de l'atteinte hépatique classiquement retrouvée lors de la leptospirose. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les polynucléaires neutrophiles circulants dont le taux augmente d’autant plus que la maladie est sévère, mais sans pour autant présenter de modification de certains marqueurs d’activation ou de recrutement tissulaire (CD15, CD11b, CD182). Une des principales chimiokines des neutrophiles, l'interleukine 8, était à taux peu élevés. Les derniers travaux concernent les principales formes solubles issues des molécules membranaires impliquées dans le processus de recrutement/diapédèse leucocytaire. Nous retrouvons de manière isolée une forte élévation des formes solubles d'E-sélectine et ICAM-1 qui sont notamment exprimées par les cellules endothéliales. Ces augmentations n'étaient pas corrélées aux marqueurs de gravité de la maladie. La signification biologique de cette élévation n’est pas encore connue lors de la leptospirose. L'ensemble de nos données permet d’apporter des informations nouvelles sur des acteurs du système immunitaire inné présents dans le compartiment vasculaire lors de la leptospirose humaine. Cette réponse immunitaire semble inadaptée pour permettre une clairance du pathogène au stade de dissémination hématogène. / Leptospirosis is a bacterial zoonosis caused by Leptospira and affecting 1 million people each year worldwide and mainly in tropical areas such as Reunion Island. Usual presentations encompass flu-like syndrome to multiorgan failure with mortality rate between 5 to 10%. To date, pathophysiology in humans is poorly understood, notably the capacity of innateimmunity to mount a robust response to clear pathogen or to induce tissue damages and contributing to disease severity. Our study aimed at assessing the role of innate immune cells and molecules within the first days of leptospiral infection.Using blood samples, we performed quantitative and qualitative assessment of circulating innate immune cells from leptospirosis cases and healthy controls. The first study explored the levels of gamma-delta T-cells (γδT-cells), a subset of unconventional T cells with innate immune functions. Gamma-delta T cells were found deeply decreased and levels wereinversely correlated to bacterial burden and liver damage. The second study focused on membrane bound receptors indicative of activation and tissue migration ability of neutrophil polymorphonuclear cells: CD15, CD11b, and CD182. Although neutrophil rates were high in leptospirosis cases, the levels of studied receptors were either lower (CD15) or identical to healthy controls (CD11b, CD182). In addition, only low levels of interleukin-8, a key chemokine for neutrophils, was detected in patients. Lastly, we ascertained the plasmatic levels of several shed cell adhesion molecules notably expressed by endothelial cells. The levels of soluble E-selectin and ICAM-1 were significantly increased compared to controls, while P-selectin level was lower. We did not find any correlation with disease severity or organ failure. This finding indicates that endothelial cell may be activated but further experiments are warranted to explain the functional impact of our findings. Altogether, our results add to the field of knowledge of leptospirosis pathophysiology, and in particular the implication of key innate immune cells at the stage of plasmatic bacterial dissemination. Our findings will support the view that there is an inappropriate immune response to Leptospira.