The 3' terminal stem loop of the WNV minus-strand [WNV3'(-) SL] RNA was previously shown to bind the cell protein, T-cell intracellular antigen-1 (TIA-1), and the related protein, TIAR. These two proteins are known to bind AU-rich sequences in the 3' UTRs of some cellular mRNAs. AU stretches are located in three single-stranded loops (L1, L2, and L3) of the WNV3'(-) SL RNA. The RNA binding activity of both proteins was reduced when L1 or L2, but not L3, AU sequences were deleted or substituted with Cs. Deletion or substitution with Cs of the entire AU-rich sequence in either L1 or L2 in a WNV infectious clone was lethal for the virus while mutation of some of these nt decreased the efficiency of virus replication. Mutant viral RNAs with small plaque or lethal phenotypes had similar translational efficiencies to wildtype RNA, but showed decreased levels of plus-strand RNA synthesis. These results correlated well with the efficiency of TIA-1 and/or TIAR binding in in vitro assays. In normal cells, TIA-1 and TIAR are evenly distributed in the cytoplasm and nucleus. Between 6 and 24 hr after WNV infection, TIAR concentrated in the perinuclear region and TIA-1 localization to this region began by 24 hr. Similar observations were made in DV2 infected cells but at later times after infection. In infected cells, both proteins colocalized with dsRNA, a marker for viral replication complexes, and with viral non-structural proteins. Anti-TIAR or anti-TIA-1 antibody coimmunoprecipitated viral NS3 and possibly other viral nonstructural proteins. In response to different types stress, TIA-1 and TIAR recruit cell mRNA poly(A)+ into cytoplasmic stress granules (SG) leading to general translational arrest in these cells. SG were not induced by flavivirus infection and cells became increasingly resistant to arsenite induction of SG with time after infection. Processing Body (PB) assembly was also decreased beginning at 24 hr. These data suggest that the sequestration of first TIAR and then TIA-1 via their interaction with viral components in flavivirus infected cells inhibits SG formation and prevents the shutoff of host translation.

Macromolecular interactions play very important roles in regulation of all levels of biological processes. Aberrant macromolecular interactions often result in diseases. By applying a combination of spectroscopy, calorimetry, computation and other techniques, the protein-protein interactions in the system of the Shaw2 Kv channel and the protein-RNA interactions in West Nile virus RNA-cellular protein TIAR complex were explored. In the former system, the results shed light on the local structures of the key channel components and their potential interaction mediated by butanol, a general anesthetic. In the later studies, the binding modes of TIAR RRM2 to oligoU RNAs and West Nile virus RNAs were investigated. These findings provided insights into the basis of the specific cellular protein–viral RNA interaction and preliminary data for the development of strategies on how to interfere with virus replication

No description available.

Les Flavivirus neuropathogènes, tels que le virus de l’encéphalite japonaise (JEV), le virus West Nile (WNV), le virus de la fièvre jaune (YFV) et le virus Zika (ZIKV) causent des maladies neurologiques. Ces maladies sont dues à une infection des cellules du système nerveux central (CNS) par ces virus. Le CNS est un organe privilégié, isolé des agents pathogènes par une barrière entre le sang et le cerveau, appelée barrière hémato-encéphalique (BBB). Les Flavivirus neuropathogènes capables de traverser cette BBB afin d’atteindre leurs cellules cibles, localisées dans le CNS, sont neuroinvasifs. Le but de cette étude est de comprendre les mécanismes cellulaires permettant aux Flavivirus de traverser la BBB et les effets de l’infection par les virus ZIKV et WNV des cellules du CNS sur le développement de celles-ci.Le YFV est un virus hépatotrope, infectant majoritairement le foie et les reins. Deux vaccins vivants atténués dirigés contre le YFV, le vaccin FNV (pour French Neurotropic Virus) et le vaccin 17D, ont été obtenus empiriquement par passages successifs de souches virulentes de YFV sur cerveaux de souriceaux. Ces vaccins ne causent plus de maladies touchant les reins et le foie, mais peuvent parfois causer des encéphalites post-vaccinales. Ces cas d’encéphalites démontrent que ces souches vaccinales sont devenues neurovirulentes mais aussi neuroinvasives car les virus ont pu franchir la BBB. A cause d’une incidence trop élevée d’encéphalites post-vaccinales par rapport au vaccin 17D, le vaccin FNV a été retiré du marché dans les années 1980.Le JEV est un virus neurotrope, causant des encéphalites graves en Asie du Sud-Est. A ce jour, il existe un vaccin vivant atténué, le JEV SA14-14-2, obtenu empiriquement par passages successifs d’une souche virulente sur cellules de hamster. Ce vaccin est moins neurovirulent et moins neuroinvasif que les souches virulentes de JEV en modèle de souris, et protège contre des infections humaines par le JEV. Cependant, des cas d’encéphalites ont été rapportés après injection de ce vaccin. Il apparait donc que, dans certains cas, la souche vaccinale JEV SA14-14-2 est capable de traverser la BBB et d’infecter les cellules neuronales. Les dernières épidémies à virus ZIKV en Polynésie Française et en Amérique du Sud ont induit une augmentation de cas de malformations congénitales dans les zones touchées. Cela a soulevé de nouvelles questions quant à la capacité d’un Flavivirus à provoquer des malformations congénitales du CNS. Dans cette étude, nous avons identifié les mécanismes cellulaires permettant aux Flavivirus de traverser la BBB et les effets de l’infection par les virus ZIKV et WNV des cellules du CNS sur le développement de celles-ci.Nous avons utilisé deux systèmes in vitro permettant d’étudier le développement du CNS et la neuroinvasion des Flavivirus. Un premier système consiste en l’infection de coupes de cerveaux d’embryon de souris. En utilisant ce système, nous avons montré que le ZIKV a un tropisme préférentiel pour les cellules progénitrices de neurones, alors que le WNV a un tropisme préférentiel pour les neurones. Nous avons également montré que l’infection des progéniteurs neuronaux par le ZIKV induit un arrêt de la mitose cellulaire, alors que l’infection par le WNV n’a aucun effet sur la mitose. L’étude sur l’effet apoptotique de l’infection par les deux virus WNV et ZIKV n’a montré aucune différence entre les deux virus à des temps précoces d’infection.Un deuxième système a été mis au point pour l’étude de la neuroinvasion par les Flavivirus neuropathogènes. Ce système est composé de cellules endothéliales hCMEC/D3 pouvant former des jonctions serrées. Ces cellules ont été cultivées sur filtres d’insert de puits de culture cellulaire Transwell, placés au-dessus de cellules neuronales humaines. A l’aide de ce système, nous avons comparé la capacité à traverser la BBB de plusieurs Flavivirus. / Neuropathogenic Flaviviruses, such as Japanese encephalitis virus (JEV), West Nile virus (WNV), yellow fever virus (YFV) and Zika virus (ZIKV), cause neurological diseases. These diseases are due to viral infection of central nervous system (CNS) cells. The CNS is a privileged organ, isolated from pathogenic agents by a barrier between the blood and the barrier, called the blood-brain barrier (BBB). Neuropathogenic Flaviviruses which can cross this BBB in order to reach their target cells in the CNS, are neuroinvasive. This study aims at understanding the cellular mechanisms by which YFV and JEV Flaviviruses cross the BBB and the effects of viral infection by WNV and ZIKV of the CNS cells during neocortex development.YFV is a hepatrotopic virus, which mostly infects the liver and the kidneys. The two live-attenuated vaccines against YFV, the FNV (for French Neurotropic Virus) vaccine and the 17D vaccine, were obtained empirically by several passages in suckling mouse brain of YFV virulent strains. These vaccines do not cause any disease targeting the liver or the kidneys, but can sometimes cause post-vaccine encephalitis. These encephalitis cases suggest that the vaccine strains have become neurovirulent and neuroinvasive. Due to high risks of post-vaccine encephalitis, the FNV vaccine use was discontinued in the 1980s.JEV is a neurotropic virus, causing acute encephalitis in South East Asia. To date, there is a live-attenuated vaccine against JEV, the JEV SA14-14-2 vaccine, which was obtained empirically by several passages in primary hamster kidney cells. This vaccine is less neurovirulent and less neuroinvasive than JEV virulent strains in mouse model, and it protects against JEV infections. However, some cases of post-vaccine encephalitis were reported. It thus seems that, in some cases, the vaccine strain JEV SA14-14-2 is able to cross the BBB and infect neuronal cells.The recent ZIKV epidemics in French Polynesia and South America were linked to an increase in the number of congenital malformations, rising questions regarding the capacity of a Flavivirus to induce CNS congenital malformations.In this study, we have identified cellular mechanisms involved in Flavivirus neuroinvasion and studied the effect of ZIKV and WNV infection of neuronal cells under development.To study CNS development, we have infected mouse embryos brain slices. We were able to show that ZIKV has a preferential tropism for neuronal progenitors, whereas WNV has a preferential tropism for neuronal cells. We also show that infection of neuronal progenitors by ZIKV impairs the cell life cycle, whereas no effect on the cell life cycle was observed for WNV-infected cells. Studies on apoptosis induction did not show any difference between both viruses at early time points of infection.To study Flavivirus neuroinvasion, we have used an in vitro model of BBB composed of human endothelial hCMEC/D3 cells that can form tight junctions. These cells were cultivated on Transwell inserts and placed above human neuronal cells. Using this system, we show that YFV FNV cross the BBB more efficiently than YFV 17D, suggesting that YFV FNV is more neuroinvasive than YFV 17D. This observation can explain the higher post-vaccine encephalitis risks associated with YFV FNV vaccine compared to YFV 17D vaccine. We also confirmed that JEV SA14-14-2 vaccine strain is less neuroinvasive than JEV RP9.We also examined how JEV crosses the BBB and the endothelial cell response following JEV treatment. We show that both JEV RP9 and SA14-14-2 are able to cross the BBB without infecting its endothelial cells and without disrupting the BBB. Preliminary results suggest that JEV RP9, but not JEV SA14-14-2, crosses the BBB by dynamin-dependant transcytosis. Transcriptomic analysis of endothelial cells treated by either virus show slight, but significant, differences in regulation of genes implicated in several pathways associated with CNS diseases.

Recently, non-cellular viral agents became the focus of a large number of scientific groups. A prominent and widespread group of these viruses are flaviviruses, which include, for example, Zika virus, Dengue fever virus, tick-borne encephalitis virus and West Nile virus. There is a considerable diversity among these viruses, however, highly conserved proteins can be found throughout this viral genus. The largest and most conserved protein encoded by flaviviruses is the nonstructural NS5 protein. Its N-terminal domain bears the methyltransferase (MTase) activity. Thanks to the methylation of its genome, it allows the virus to initiate translation and at the same time mask it from the host's immune system. By blocking the active site of this enzyme with a small molecule, viral infection could be stopped not only in one flavivirus, but, due to the high conservation of MTases, in all other flaviviruses. This diploma thesis deals with the aforementioned MTase domain of the NS5 protein, specifically of the West Nile virus (WNV). After designing an insert encoding the WNV MTase domain, amplifying it and ligating it into the vector, the MTase domain was prepared by a recombinant expression, followed by purification. Subsequently, complexes of the protein with small molecules (MTase ligands) were formed, in...

Einleitung: Das West Nil-Virus (WNV) und das Usutu-Virus (USUV) zirkulieren seit vielen Jahren in Europa und sind auch in Deutschland endemisch geworden. Beide Viren können schwere Erkrankungen in Vögeln auslösen. Zudem kann insbesondere WNV auch zu schweren neurologischen Erkrankungen bei Menschen und Pferden führen, und unentdeckte WNV-Infektionen sind ein Risiko für die Sicherheit von Blutspenden. WNV und USUV werden von Stechmücken als biologische Vektoren übertragen, wobei sich verschiedene Mückenspezies in ihrer Vektorkompetenz unterscheiden können. Die Kenntnis über die Vektorkompetenz von Mückenspezies ist essentiell für die effiziente Überwachung und Bekämpfung dieser Viren. Weitgehend unbekannt ist jedoch, welche Auswirkungen Ko-Infektionen mit WNV und USUV auf die Vektorkompetenz von Stechmücken haben. Ziele der Untersuchungen: Ziel der ersten Studie war es, die Vektorkompetenz der bislang wenig untersuchten Mückenspezies Aedes punctor für WNV zu bestimmen. Mit der zweiten Studie sollten Mono- und simultane Ko-Infektionen mit WNV und USUV in verschiedenen Stechmückenarten (Culex pipiens Biotyp pipiens, Culex pipiens Biotyp molestus, Aedes vexans) durchgeführt werden, um die Auswirkungen von Ko-Infektionen auf die Übertragung beider Viren zu bestimmen. Tiere, Material und Methoden: Die für die Versuche verwendeten Stechmücken wurden entweder in Deutschland gesammelt oder stammten aus den Laborkolonien am Friedrich-Loeffler-Institut. Die Infektionen erfolgten oral über Blut, welches ein oder beide Viren enthielt und über Wattestäbchen angeboten wurde. Blutgesogene Weibchen wurden über einen definierten Zeitraum unter definierten Umweltbedingungen inkubiert. Nach Ablauf der Inkubationszeit wurden die noch lebenden Tiere durch das Entfernen der Beine und Flügel immobilisiert, um die Gewinnung von Speichel zu ermöglichen. Ein Teil der Speichelprobe wurde auf eine Zellkultur gegeben, um infektiöse Viruspartikel nachzuweisen. Zur Bestimmung der Infektion, Dissemination und potenzieller Übertragung wurden die Körper, die Beine und Flügel, die Speichelproben sowie der Überstand der Zellkultur mit einer quantitativen Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) auf virale RNA untersucht. Im Falle der Ko-Infektionsstudie wurden zeitgleich Mono-Infektionen durchgeführt und die Ergebnisse verglichen, um potenzielle Veränderungen in Empfänglichkeit oder Übertragung feststellen zu können. Ergebnisse: In der ersten Studie zeigte sich, dass Ae. punctor nicht vektorkompetent für WNV ist. Von insgesamt 155 untersuchten Weibchen waren nur 7 Tiere mit WNV infiziert. In den Speichelproben wurden weder infektiöse Viruspartikel noch virale RNA nachgewiesen. In der zweiten Studie konnte gezeigt werden, dass sowohl Cx. pipiens Biotyp pipiens als auch Cx. pipiens Biotyp molestus effektive Vektoren für WNV und USUV sein können. Im Gegensatz dazu waren Ae. vexans Weibchen nicht empfänglich für eine Infektion durch WNV oder USUV. In den Ko-Infektionen zeigte sich, dass die Empfänglichkeit für USUV in Cx. pipiens Biotyp pipiens verringert und in Ae. vexans erhöht war. In Cx. pipiens Biotyp molestus waren hingegen keine Unterschiede zwischen Mono- und Ko-infektionen festzustellen. Bei Cx. pipiens Biotyp molestus wurden infektiöse Partikel beider Viren in Speichelproben gefunden, was auf eine potenzielle Ko-Übertragung hindeutet. Schlussfolgerung: Aufgrund der Ergebnisse kann davon ausgegangen werden, dass Ae. punctor und Ae. vexans derzeit keine Rolle bei der Übertragung von WNV oder USUV spielen und daher vorerst bei Überwachungsprogrammen in Deutschland nicht berücksichtigt werden müssen. Für Cx. pipiens Mücken konnte hingegen die Rolle als Hauptvektoren für WNV und USUV durch Infektionsstudien bestätigt werden. Es konnte zudem gezeigt werden, dass die Interaktion zwischen WNV und USUV in der Stechmücke speziesabhängig variiert. Aufgrund dessen ist eine Untersuchung von Ko-Infektionen in weiteren potenziellen Vektorspezies notwendig, um ein besseres Verständnis der Interaktionen zu bekommen. Die Studie zeigt auch, dass unter Umständen auch nicht vektorkompetente Spezies durch eine Ko-Infektion eine Rolle in der Übertragung der Viren spielen könnten. In Gebieten, in denen WNV und USUV sympatrisch zirkulieren, sollte diese Erkenntnis in den Überwachungs- und Bekämpfungsstrategien berücksichtigt werden. Eine potenzielle Ko-Übertragung beider Viren wurde zwar beobachtet, trat innerhalb dieser Studie aber selten auf und scheint daher eher eine geringe Rolle spielen. / Introduction: West Nile virus (WNV) and Usutu virus (USUV) have been circulating in Europe for many years and have also become endemic in Germany. Both viruses can cause severe diseases in birds. In addition, WNV in particular can also lead to severe neurological diseases in humans and horses, and undetected WNV infections pose a risk to the safety of blood donations. Both WNV and USUV are transmitted by mosquitoes as biological vectors, whereby different mosquito species can differ in their vector competence. Knowledge of the vector competence of various mosquito species is essential for efficient surveillance and control of these viruses. What is largely unknown, however, is the impact of co-infections with WNV and USUV on the vector competence of mosquitoes. Objective: The aim of the first study was to determine the vector competence of the mosquito species Aedes punctor for WNV, which has so far been little studied. The second study aimed to perform mono- and simultaneous co-infections with WNV and USUV in different mosquito species (Culex pipiens biotype pipiens, Culex pipiens biotype molestus, Aedes vexans) in order to determine the impact of co-infections on the transmission of both viruses. Animals, material and methods: The mosquitoes used for the experiments were either collected in Germany or were taken from the laboratory colonies at the Friedrich-Loeffler-Institute. Mosquitoes were orally infected via a blood that contained one or both viruses using cotton sticks. Engorged females were incubated over a defined period of time under defined environmental conditions. At the end of the incubation period, surviving animals were immobilized by removing the legs and wings, and saliva was obtained. Part of each saliva sample was placed on cell culture to detect infectious virus particles. To determine infection, dissemination and potential transmission, the bodies, legs and wings, saliva samples and supernatant of the cell culture were analyzed for viral RNA by a quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-qPCR). During the co-infection study, mono-infections were carried out at the same time as the co-infections and results were compared in order to be able to determine potential changes in susceptibility or transmission. Results: In the first study, Ae. punctor showed to be not susceptible for WNV. Of a total of 155 females examined, only 7 females were found infected. Neither infectious viral particles nor viral RNA was found in saliva samples. In the second study it could be shown that Cx. pipiens biotype pipiens as well as Cx. pipiens biotype molestus can be effective vectors for WNV and USUV. In contrast, Ae. vexans was not susceptible to an infection with WNV or USUV. In Co-infections, it was shown that the susceptibility to USUV was reduced in Cx. pipiens biotype pipiens and increased in Ae. vexans. In Cx. pipiens biotype molestus, however, no differences were found between mono- and co-infections. In Cx. pipiens biotype molestus mosquitoes, infectious particles of both viruses were found in saliva samples, indicating a potential co-transmission by this species. Conclusion: Based on the results, it can be assumed that Ae. punctor and Ae. vexans do not play a role in WNV and USUV transmission and therefore currently do not need to be included in a surveillance in Germany. In contrast, the role of Cx. pipiens mosquitoes as main vectors for WNV and USUV could be confirmed by infection studies. It could also be shown that the interaction between WNV and USUV in the mosquito vector varies and is species dependent. Therefore, an investigation of co-infections in various potential vector species and even different populations is essential to get a better understanding of the interactions between both viruses within the mosquito. The study also showed that, under certain circumstances, non-vector-competent species might also play a role in the transmission of the viruses in the event of a co-infection. Thus, in areas where WNV and USUV are both endemic, surveillance and control programs should take this knowledge into account. Potential co-transmission of both viruses was observed, but was rare in this study and therefore seems to play a rather minor role.

Le virus du Nil occidental (VNO) est un flavivirus présent au Canada depuis 2001, affectant principalement les oiseaux, les chevaux et les humains. En 2003, l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA) a inscrit le VNO sur la liste des maladies à notification immédiate (MANI) et depuis, les cas chez les animaux domestiques sont rapportés dès l’obtention d’un résultat positif à l’autorité fédérale. Aucune étude au Canada n’a encore colligé tous les cas de VNO chez une espèce animale afin d’améliorer la compréhension de la distribution du VNO au pays et de formuler des recommandations pour la prévention de futures infections. Dans le cadre de cette étude, tous les cas de VNO rapportés à l’ACIA chez les chevaux ont été analysés afin de décrire, dans un premier temps, l’incidence des cas rapportés de VNO au Canada (2003 à 2019) et les caractéristiques principales des cas récents (2015 à 2019). Dans un second temps, une analyse géospatiale a été effectuée afin de décrire les patrons spatiotemporels de la distribution des cas de VNO rapportés de 2003 à 2020 chez les chevaux. Au cours de la période d’étude, 848 cas de VNO chez les chevaux ont été rapportés à l’ACIA. Ces cas étaient répartis dans toutes les provinces, à l’exception des quatre provinces de l’Atlantique (Nouveau-Brunswick, Nouvelle-Écosse, Île-du-Prince-Édouard, Terre-Neuve-et-Labrador). La région de l’Ouest (Colombie-Britannique, Alberta, Saskatchewan, Manitoba) a déclaré un plus haut taux d’incidence (15,4 cas/100 000 chevaux-année) que la région de l’Est (8,3 cas/100 000 chevaux-année) (Ontario, Québec, Atlantique). Les taux d’incidence étaient particulièrement élevés en Saskatchewan avec en moyenne 33,2 cas/100 000 chevaux-année entre 2003 et 2019. L’analyse descriptive des caractéristiques des cas a démontré que 96 % de ceux-ci n’étaient pas vaccinés et que le taux de létalité était de 31,9 %. La distribution spatiotemporelle des cas a été décrite par région en analysant d’abord la récurrence annuelle des cas dans les divisions de recensement et ensuite la présence d’agrégats spatiotemporels pour investiguer les excès de risque. L’analyse des patrons spatiotemporels a révélé une dispersion vaste et rapide ainsi qu’une récurrence élevée du VNO dans la région de l’Ouest. En revanche, pour la région de l’Est, la dispersion du VNO a été plus lente et graduelle. Les agrégats spatiotemporels identifiés ont permis de démontrer que, malgré la présence répétée des cas dans certaines divisions de recensement, des excès de risque spatiotemporels peuvent être observés. Ces patrons indiquent que les cas de fièvre du VNO peuvent être anticipés dans les endroits où la récurrence annuelle est plus élevée et, parfois, conduire à des éclosions de la maladie. En somme, cette étude a mis en évidence l’importance de la surveillance du VNO chez les chevaux en décrivant notamment la saisonnalité du VNO et en délimitant des zones avec une forte récurrence de cas. Ces caractéristiques illustrent l’apport considérable de la surveillance chez les chevaux à un système de surveillance intégrée. Les résultats pourront aussi aider les autorités sanitaires et les médecins vétérinaires praticiens à cibler leurs efforts de prévention et de contrôle dans les zones les plus touchées. / West Nile virus (WNV) is a flavivirus which has been present in Canada since 2001, affecting mostly birds, horses and humans. In 2003, the Canadian Food Inspection Agency (CFIA) included WNV on its list of immediately notifiable diseases (INDs), and since then, cases in domestic animals are reported to the federal authority as soon as positive samples are obtained from diagnostic laboratories. To date, no study in Canada has compiled all reported WNV cases in an animal species to describe the distribution of this virus in the country and formulate recommendations for future prevention strategies. In this study, all WNV cases reported to the CFIA in horses were analyzed to describe their incidence in Canada (2003 to 2019) and the main characteristics of the recent ones (2015 to 2019). A geospatial analysis was also conducted to describe the spatiotemporal patterns of reported WNV cases in horses from 2003 to 2020. Over the study period, 848 cases of WNV in horses were reported to the CFIA. These cases were distributed in all provinces, except for the Atlantic provinces (New Brunswick, Nova Scotia, Prince Edward Island, Newfoundland and Labrador). The western region of Canada (British Columbia, Alberta, Saskatchewan, Manitoba) reported a higher incidence rate (15.4 cases/100,000 horse-year) than the eastern region (8.3 cases/100,000 horse-year) (Ontario, Quebec, Atlantic). The reported incidence rates were particularly high in Saskatchewan, with an average of 33.2 cases/100,000 horse-year between 2003 and 2019. The descriptive analysis of case characteristics showed that 96% of cases were not vaccinated, and the case fatality rate was 31.9%. The regional spatiotemporal distribution of cases was described by first analyzing the annual recurrence of cases in census divisions and then the presence of spatiotemporal high-risk clusters. The analysis of spatiotemporal patterns revealed a swift spread and a high recurrence of WNV cases in the western region. In contrast, in the eastern region, the dispersion was slower and more gradual. The identified clusters showed that, despite the repeated presence of cases in some census divisions, excess in spatiotemporal risk can be observed. These patterns indicate that cases of WNV fever can be anticipated in areas with higher annual recurrence, and in some instances, can result in disease outbreaks. This study highlights the importance of WNV surveillance in horses, enabling a better understanding of the seasonality of WNV in horses and the identification of areas with a high recurrence of cases. The findings are a considerable contribution in an integrated surveillance system. The results can also assist health authorities and veterinary practitioners in targeting prevention and control efforts to the most affected areas.

Les arboviroses représentent un fardeau sanitaire considérable et croissant à l’échelle mondiale. La complexité des facteurs biotiques et abiotiques qui interviennent dans la transmission de ces arbovirus pose un défi de taille aux scientifiques qui tentent de comprendre, de modéliser ou d’anticiper leur transmission ainsi qu’aux intervenants de santé publique qui ont la responsabilité de surveiller, d’évaluer et gérer le risque que posent les arbovirus pour la santé des populations. Cette étude visait à estimer et caractériser le risque d’exposition à plusieurs arbovirus suspectés d’être actifs et émergents au Québec mais dont la distribution avait peu ou n’avait pas été étudiée au Québec : le virus du Nil occidental (VNO), le virus de l’encéphalite équine de l’est (VEEE) et deux virus du sérogroupe de la Californie (VSGC), le virus de Jamestown Canyon (VJC) et le virus du lièvre d’Amérique (VLA). Basée notamment sur l’hypothèse selon laquelle les animaux d’espèces différentes qui partagent un environnement commun partagent également un risque environnemental commun, cette étude visait également à évaluer si les populations d’animaux de compagnie pouvaient aider à estimer et caractériser le risque d’infection arbovirale chez l’humain. L’échantillonnage sérologique de populations humaines, canines et équines du sud-ouest du Québec a permis d’évaluer et de comparer la séroprévalence aux arbovirus étudiés chez chacune de ces trois espèces. Les estimations de séroprévalence ont révélé un niveau d’activité arbovirale significative pour chacun des arbovirus. Des différences ont été remarquées quant au pourcentage de sujets séropositifs chez chacune des espèces. Les facteurs environnementaux ayant une influence sur le risque d’infection par le VEEE ont été modélisés à partir de données sérologiques et cliniques chez les chevaux. Les milieux humides boisés ont été identifiés comme les principaux environnements à risque pour le VEEE au Québec alors que les zones agricoles ont été identifiées comme des environnements protecteurs. Les facteurs environnementaux ayant un impact sur le risque d’infection par le VNO ont été modélisés à partir des données sérologiques chez le chien et des données cliniques agrégées chez l’humain. Cette modélisation a suggéré un risque singulièrement plus élevé en zone agricole chez le chien et un risque plus faible en zone forestière chez l’humain, des facteurs rarement identifiés dans la littérature Nord-Américaine. Les facteurs environnementaux et individuels ayant un impact sur le risque d’infection par les VSGC chez l’humain et le chien ont par la suite été modélisés à partir des données sérologiques chez ces deux espèces. D’après nos modèles, le risque d’infection par ces virus serait supérieur en zone forestière et le degré d’exposition aux piqures de moustiques serait un facteur déterminant du risque d’infection chez les deux espèces. Cette étude a permis de bonifier de façon substantielle le portrait de l’activité arbovirale au Québec. Elle a permis de caractériser la distribution du risque et a fourni des données probantes pouvant soutenir la recherche ainsi que la planification des interventions en santé publique. La méthodologie utilisée dans le cadre de cette étude supporte la pertinence de l’approche « One Health » pour l’étude des maladies vectorielles émergentes. / Arboviral infections represent a considerable and growing health burden globally. The complexity of biotic and abiotic factors involved in the transmission of these arboviruses pose a challenge to scientists trying to understand, model or anticipate arboviral transmission as well as to public health authorities who have the responsibility to monitor, assess and manage the public health risk posed by arboviruses. This study aimed at estimating and characterizing the risk of exposure to several arboviruses suspected of being active and emerging in Québec but whose distribution had not been studied thoroughly in Québec: West Nile virus (WNV), eastern equine encephalitis virus (EEEV) and two viruses of the California serogroup (CSG), Jamestown Canyon virus (JCV) and Snowshoe hare virus (SHV). Based on the assumption that animals of different species sharing a common environment also share similar environmental risk, this study also aimed to assess whether some populations of domestic animals could help to estimate and characterize the risk of arboviral infection in humans. Serological sampling of human, canine and equine populations from southwestern Québec was used to evaluate and compare the seroprevalence to the selected arboviruses in each of these three species. Seroprevalence estimates showed a significant level of arboviral activity for all arboviruses. Differences were noted in the percentage of seropositive individuals in each species. Environmental factors that influence the risk of infection by EEEV were modeled based on serological and clinical data in horses. Wooded wetlands were identified as the main risk environments for EEEV in Québec while agricultural areas were identified as protective environments. Environmental factors affecting the risk of WNV infection were modeled based on serological data in dogs and aggregated clinical data in humans. These models suggested a higher risk in agricultural areas in dogs and a lower risk in forest areas in humans, two factors rarely identified in the North American literature. Environmental and individual factors affecting the risk of infection by CSGV in humans and dogs have subsequently been modeled based on serological data in these two species. According to our models, the risk of infection with these viruses would be higher in forested areas and the degree of exposure to mosquito bites would be a risk factor for infection in both species. This study substantially enhanced the comprehension of arboviral activity in Québec. It allowed for characterizing the distribution of risk and provided evidence that may support research and planning of public health interventions. The methodology used in this study supports the relevance of the "One Health" approach for the study of emerging vector-borne diseases.

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