Malgré les efforts nationaux et internationaux, le paludisme reste un problème de santépublique majeur dans de nombreux pays et les systèmes de santé ont des difficultés pourévaluer son poids réel, le risque de transmission des plasmodiums et leur répartitiongéographique. Pourtant, l’hétérogénéité spatiale du paludisme peut être importante et dans cecontexte de concentration du risque, la lutte contre la maladie peut gagner à être focaliséedans certains lieux et certaines périodes. D’une part, l’environnement est un déterminantmajeur de la biodiversité du paludisme à cause du caractère vectoriel de la transmission et despréférences bioécologiques des vecteurs. D’autre part, les satellites en orbite peuvent fournirdes données environnementales, climatiques et météorologiques qui ont déjà été utilisées pourl’étude de maladies infectieuses. La « télé-épidémiologie » a été définie comme une approcheintégrée visant à associer des données médicales, épidémiologiques ou entomologiques deterrain à des données environnementales obtenues par satellites, en s’appuyant sur lacompréhension et la mesure des mécanismes physiques et biologiques qui sont en jeu. Dansles villes, il a déjà été possible de mettre en évidence, en utilisant des données satellites à deséchelles appropriés, des associations entre des éléments urbains cartographiés et desindicateurs paludométriques. Chez des voyageurs, dans l’objectif d’une évaluation du risquede contracter le paludisme ou de l’efficacité de mesures prophylactiques, il serait utile depouvoir évaluer et prédire les niveaux d’exposition à la transmission dans les différenteslocalités parcourues. L’objectif général des travaux de la présente thèse était d’identifier desfacteurs environnementaux mesurables par satellite et utilisables pour l’évaluation du risquede paludisme chez les voyageurs d’une part et en milieu urbain d’autre part.Tout d’abord, des données de télédétection ont été utilisées pour évaluer les niveauxd’expositions au risque de paludisme d’une population de militaires, dans le cadre d’un travailsur l’estimation de leurs facteurs de risque d’accès palustre. Les résultats ont montré que,même en prenant en compte les facteurs de confusion de l’âge et de l’observance de lachimioprophylaxie, l’environnement était le principal facteur associé au risque de survenued’accès palustres.En parallèle, une large collecte de données entomologiques a été effectuée pendant cinq ansdans la ville de Dakar et a permis de mettre en évidence une très forte hétérogénéité spatiale ettemporelle de la transmission du paludisme dans la ville. Les informations collectées ont étécentralisées dans une base de données géoréférencée (SIG - Système d’InformationGéographique) contenant toutes les variables entomologiques, environnementales,météorologiques, biologiques et physiques relevées sur le terrain ou par satellites.Puis un travail de modélisation du risque entomologique dans la capitale du Sénégal, basé surles données collectées sur le terrain et sur des données environnementales issues d’imagessatellites a été mené. Une première étape a permis de mettre en évidence les évolutions deszones à risque de transmission et d’affirmer que le pourcentage de la population dakaroise àfort risque de transmission avait diminué entre 1996 et 2007. Une deuxième étape a conduit àl’élaboration de 1) une carte des gîtes larvaires accompagné d’un indice de productivité dansla ville de Dakar, 2) une carte des densités d’agressivité des anophèles adultes, puis 3) cescartes étaient rendues dynamiques, c'est-à-dire que les variations temporelles liées auxvariations de leurs déterminants météorologiques étaient prises en compte.Les résultats des travaux de thèse ont montré que des données de télédétection associées à unegrande quantité de données de terrain peuvent permettre l’ajustement de modèles prédictifs etla construction de cartes de risque entomologique, en milieu urbain ou pour des populationsmobiles. / Despite national an international efforts, malaria remains a major public health in manycountries and sanitary systems are hindered by the lack of information on the actual burden ofmalaria, on the plasmodium transmission risk and on their geographical distribution.Nevertheless, spatial heterogeneity can be important and in this context, malaria control couldbe improved if could be focused in place and time. On one hand, the environment is a majordeterminant of malaria biodiversity, because of the vectorial transmission and the vectorsbioecological preferences. On another hand, orbiting satellites can provide environmental,climatic and meteorological data that already have been used for the study of infectiousdiseases. “Tele-epidemiology” has been defined as an integrated approach aiming atassociating medical, epidemiological or entomological ground data, with remotely-sensedenvironmental data, based on the in depth comprehension and measurement of the involvedphysical and biological mechanisms. In cities, it has already been possible to highlightassociations between mapped urban settings and malariometric indices, using satellite data atappropriate scales. Among travellers, in the objective to evaluate malaria risk or efficacy ofprophylactic devices, it would be useful to evaluate and predict transmission levels in thevisited places. The objective of the present thesis was to identify environmental factors thatcould be remotely-sensed and that could be used in the evaluation of malaria risk amongtravellers on one hand and in urban settings on the other hand.First, remotely-sensed data have been used to evaluate levels of exposure to malaria risk ofmilitaries, in the scope of a study on their risk factors for clinical malaria. Results haveshowed that, even when taking into account age and compliance to chemoprophylaxis asconfusion factors, the environment was the factor the most strongly associated to clinicalmalaria risk.In parallel, an extensive entomological study has been conducted during five years in Dakarand allowed demonstrating a strong spatial and temporal heterogeneity of malariatransmission in the city. Collected information were centralized in a georeferenced database(GIS - Geographic Information System) containing all entomological, environmental,meteorological, biological and physical data collected on the field or by remote sensing.Finally, modelling of entomological risk in the capital city of Senegal was undertaken, basedon data collected on the ground and environmental data issued from satellites. A first stepshowed the evolution of malaria transmission risk areas and allowed declaring that thefraction of human population that was at high risk for transmission decreased between 1996and 2007. A second step led to the development of 1) a map of the breeding sites with aproductivity indicator in Dakar city, 2) a map of aggressive adult Anopheles densities, and 3)a dynamic aspect was added to those maps, taking into account the variations of theirmeteorological determinants.The results of the work undertaken in this thesis demonstrated that remotely-sensedinformation, associated with a large amount of ground data, allow to adjust predictive models and to draw entomological risk maps, in urban settings or for moving populations

Les parasites du genre Plasmodium responsables du paludisme sont transmis du moustique à l’homme et de l’homme au moustique pendant la prise du repas de sang. L’utilisation massive des moustiquaires imprégnées d’insecticide pyréthrinoïdes vise à limiter la prise du repas de sang et à réduire la survie des moustiques. Dans un contexte de lutte antivectorielle généralisée, des mécanismes d’adaptations physiologiques et comportementaux ont été sélectionnés chez les populations d’Anophèles vecteurs. Les mécanismes de résistances physiologiques font l’objet d’un large effort de recherche alors que nous ne disposons que de peu de connaissances sur le comportement de recherche et de piqûre d’un homme protégé par une moustiquaire. L’objectif de ce travail de thèse était de contribuer à la compréhension des interactions entre un mécanisme de résistance physiologique aux insecticides, le comportement des moustiques et les outils de lutte antivectorielle. Pour réaliser cette étude, nous avons recherché si la réponse comportementale d’Anopheles gambiae en présence de matériaux imprégnés d’insecticides est modulée par la présence de la mutation kdr L1014F, qui confère une résistance aux pyréthrinoïdes utilisés sur les moustiquaires imprégnées. À travers l’étude de 3 séquences comportementales, nos résultats ont permis d’apporter des informations cruciales sur le comportement des anophèles vecteurs du paludisme face aux moustiquaires imprégnées et de montrer des interactions gène-environnement complexes / Malaria transmission between humans and mosquitoes takes place during the blood sucking behaviour. Therefore widespread use of insecticide treated bed nets has been scaled up in order to limit the contact between mosquitoes and humans and reduce mosquito survival. In a context of global vector control tools implementation, mosquitoes evolved physiological and behavioral adaptations to survive and/or reduce contact with insecticides. While deep investigations have been carried out on physiological resistance, few data exist on the host seeking behavior evolution. In this PhD thesis we aimed to better understand how insecticide-treated materials modulates host seeking behaviour of Anopheles gambiae in relation with insecticide resistance. To do so, we focused on behavior of An. gambiae mosquitoes bearing different genotype for the kdr 1014 locus. Through the study of 3 complementary behavioural sequences, our results brought new insights about the malaria vector behavior in front of pyrethroid-impregnated bed nets and highlighted complex gene-environment interactions.

Dans une ère où les moustiques modifiés commencent à être utilisés ou envisagés pour contrôler les épidémies de Dengue ou malaria, le manque de connaissance sur l’immunité des insectes vecteurs envers certains pathogènes se fait cruellement ressentir. Pourtant la possibilité de changements de vecteurs, dû à un changement de leur immunité, provoquée par l’Homme est réelle. Pour déterminer la contribution de l’immunité dans différents compartiments du vecteur contre divers pathogènes avons étudié la réponse antivirale dans la première barrière de transmission chez le moustique vecteur de la malaria après une infection par un repas sanguin. Nous montrons que les réponses antivirales sont différentes entre compartiments, et proposons un modèle où des interactions tripartites entre le virus, l’immunité du moustique et la flore entérique interagissent pour contrôler l’infection précoce du moustique après le repas sanguin. De façon surprenante, nous avons également montré que la voie de l’ARN interférence n’a pas d’effet antiviral dans ce compartiment. Nous suggérons que cette voie est utilisée par le parasite Plasmodium pour détourner la réponse antiparasitaire médiée par Toll, grâce à un facteur de virulence de nature ARN double brin. Nous avons également montré que des biais expérimentaux lors de l’infection des insectes ont conduit à l’élaboration d’un dogme disant que la voie de l’ARN interférence est la voie antivirale principale des insectes, mais nos resultats suggèrent que malgré l’importance de cette voie pour controler l’intensité de la réplication virale lors de l’infection disséminée, cette voie n’a aucune fonction antivirale lors de l’infection initiale du tube digestif. Néanmoins, le séquençage des produits de cette voie permet d’assembler de-novo des génomes de virus commensaux. Les résultats de ces travaux montrent très clairement qu’il faut évaluer le rôle et l’impact de toute modification d’insectes vecteurs pour plusieurs classes de pathogènes. Cela ouvre également de nombreux nouveaux champs de recherches et pose de nombreuses nouvelles questions. / In an era where modified mosquitoes are starting to be used in nature for controlling malaria and Dengue, lack of knowledge about immunity of mosquito vectors to some pathogen classes are becoming more evident. The risks for human-provoked vector shifts of pathogens transmission have not been examined. To fill these gaps, we assessed the antiviral immunity of the malaria vector, Anopheles gambiae, in the strongest mosquito bottleneck for pathogens, the midgut infection barrier after an infective bloodmeal. This work shows that the antiviral responses are different and highly compartmentalized between the midgut and systemic immunity. We propose a model where tripartite interactions between virus, mosquito immunity and enteric flora control early arboviral infection in the midgut. Surprisingly, we showed that while the siRNA pathway had no evident anti-arbovirus activity in the midgut, it was used by Plasmodium to evade mosquito immunity. A virus-like elicitor of double strand RNA nature is transferred from the parasite at the ookinete stage to the mosquito midgut cells, resulting in a shift of immune balance from anti-parasite response to an antiviral-like response. Importantly, our work shows that biases in experimental infection methods led to the misconstruction of a dogma stating that siRNA is the main antiviral pathways in insects, at least in the midgut compartment. And that the use of the pathway products can be successfully used to de-novo assemble previously unknown viruses from the virome. This work indicates that immune modifications in vectors need to be evaluated for changes of vectorial competence to different pathogens. It also opens numerous avenues of research and raises a lot of interesting questions that will need to be investigated in the future.

L'accroissement des résistances aux insecticides chez les anophèles vecteurs de Plasmodium sont mises en cause dans la baisse d'efficacité des principales stratégies de lutte antivectorielle (LAV) en Afrique. Des techniques de combinaisons d'insecticides, évaluées au Bénin, n'ont pas été plus efficaces pour réduire la morbidité palustre et limiter l'extension des résistances que la stratégie préconisée par le Programme National de Lutte contre le Paludisme (moustiquaires imprégnée seules). Dans cette thèse, nous avons cherché à identifier les facteurs opérationnels, biologiques et environnementaux pouvant expliquer cet échec. Nous avons modélisé le risque d'exposition de l'homme aux piqûres de vecteurs en fonction de variables environnementales afin (i) d'identifier les déterminants de la présence et de la densité des vecteurs et (ii) d'analyser l'impact des méthodes de LAV. Nos résultats ont montré à l'échelle des villages une forte hétérogénéité spatio-temporelle de la population vectorielle, caractérisée par des niches écologiques et comportementales différentes qui a ont pu moduler l'efficacité de la LAV. Nous avons mis en évidence le rôle vectoriel majeur de An. funestus qui assurait la transmission en saison sèche tandis que le taux d'utilisation des moustiquaires diminuait en raison des fortes températures et de la baisse de nuisance culicidenne. Nous avons observé des modifications comportementales chez les vecteurs suite à la mise en place de méthodes de LAV. Nous faisons des propositions pour l'amélioration des méthodes actuelles de LAV, pour définir les caractéristiques des futures méthodes et pour mieux choisir les méthodes à implémenter en fonction du faciès entomologique. / Insecticide resistance in malaria vector has increased in Africa. Implications for the effectiveness of the most widely implemented vector control (VC) techniques are questioned. To manage resistance, two VC strategies combining two different insecticides were evaluated during a randomised controlled trial in Benin. These strategies did not show a better efficacy than the baseline intervention recommended by the National Malaria Control Program (insecticidal nets alone). The aim of this thesis was to identify operational, biological and environmental factors that could explain this failure. We modelled the risk of exposure to malaria vectors according to environmental factors to (i) identify the determinants of the vectors' presence and density and to (ii) analyse the impact of VC strategies. Our results showed high spatial-temporal heterogeneities of vector populations at the village scale. The vector populations were characterized by different ecological and behavioural niches which could have impacted the effectiveness of VC. We highlighted the importance of An. funestus in malaria transmission during the dry season when people are less likely to use nets because of hot temperatures and low mosquito biting nuisances. We also observed changes in vectors biting behaviour following the implementation of VC. We therefore provide suggestions to improve actual VC tools, to define characteristics of new tools and to better select tools to implement in the field according to the entomological facies.

Les moustiques An. coluzzii sont des vecteurs du paludisme humain en Afrique sub- saharienne (Fontenille et al., 2003). Ils s’infectent après une prise de repas de sang chez un l’hôte humain porteur de gamétocytes. Les études sur la résistance/sensibilité d’An. coluzzii au parasite P. falciparum définissent sa compétence vectorielle (Ndiath et al., 2011 ; Fryxell et al., 2012 ; Gnémé et al., 2013 ; Boissière et al., 2013). La compétence vectorielle d’An. coluzzii au parasite P. falciparum est déterminée par des gènes pro/antiparasitaires, dont TEP1 qui montre un polymorphisme à l’origine de la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis de P. berghei, parasite de rongeur (Baxter et al., 2007 ; Blandin et al., 2009). Dans nos travaux nous montrons que TEP1 est un facteur antiparasitaire majeur dans la réponse contre P. falciparum, mais n’explique pas seul la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis du parasite. D’autres facteurs génétiques pro/antiparasitaires non encore déterminés seraient impliqués dans la compétence vectorielle chez les moustiques An. coluzzii. Pour identifier les gènes pro/antiparasitaires impliqués dans les interactions An. coluzzii – P. falciparum, et étudier l’effet de leur polymorphisme sur la résistance/sensibilité des moustiques vis-à-vis du parasite, nous avons réalisé sur le terrain, à Mfou au Cameroun, des infections expérimentales avec des isolats naturels de P. falciparum chez les moustiques L3-5, S1low et S1high sélectionnés pour leur résistance/sensibilité à P. berghei. Les moustiques Ngousso sont utilisés ici comme contrôle de l’infectivité des parasites. / Anopheles coluzzii mosquitoes are vectors of human malaria in sub-Saharan Africa. Still, even within a vector species, the ability of mosquitoes to carry malaria parasites varies extensively between individuals, with some mosquitoes that eliminate all parasites, and are therefore unable to transmit the disease. Polymorphism in the complement-like protein TEP1 was shown to contribute to determine mosquito susceptibility to the murine malaria parasite P. berghei (Blandin et al., 2009) as well as to the human malaria parasite P. falciparum (White et al., 2010). Still, we demonstrated that TEP1 alone could not fully explain mosquito resistance and we set up to identify additional genetic factors that determine mosquito vector competence in the Ngousso line that was recently colonised in Cameroon and whose phenotype range varies extensively when exposed to P. berghei infection. To be independent from variations in the TEP1 locus, we first selected a parental line homozygous for a single TEP1 allele, TEP1*S1, that was previously linked to mosquito susceptibility. We then created isofemale families and selected them according to their phenotype upon infection with the murine malaria parasite P. berghei over several generations to create two lines carrying either many (S1high) or few (S1low) parasites. To identify the regions of the genomes that are linked to this phenotypic difference, we performed crosses and QTL mapping. To test whether the phenotypic difference selected upon P. berghei infections was conserved for P. falciparum, we subjected our two lines to blood meals infected with natural isolates of the human parasite collected in Cameroon. Results of the selection process and field infections will be presented.

L'objectif principal de ce travail a été de faire le diagnostic de la variabilité du système de mousson lors de son installation sur l'Afrique de l'Ouest et d'en mesurer la prévisibilité. Nous avons tout d'abord cherché si les fluctuations pluviométriques d'une année pouvaient être partiellement sous le contrôle d'une mémoire à long terme via des interactions entre surface continentale et atmosphère. Les résultats sont dépendants des jeux de données. Alors que l'humidité des sols des réanalyses ERA40 montre peu de sensibilité à l'excès pluviométrique automnal les données du SWI et les réanalyses NCEP-DOE AMIP-II révèlent que des anomalies positives automnales peuvent avoir des répercussions sur l'humidité des sols superficiels jusqu'en mai en zone soudanienne. Ces anomalies changent drastiquement les gradients horizontaux d'énergie dans les basses couches. La fin de la saison des pluies semble donc cruciale, aussi bien pour les conditions initiales de surface de la mousson suivante que pour les paramètres dynamiques de la mousson et les précipitations associées. Lors de son installation sur le continent le système de mousson enregistre des fluctuations caractérisées par une alternance entre les phases actives (pendant lesquelles les précipitations augmentent) et les pauses (pendant lesquelles les pluies stagnent, voire décroissent). Deux méthodes différentes de caractérisation et datation de ces fluctuations ont été mises au point sur deux jeux de données (CMAP et GPCP) apportant des résultats concordants. Les pauses significatives sont généralement au nombre de quatre. En moyenne, la 1ère est comprise entre le 19 mars et le 8 avril, la 2ème entre le 28 avril et le 13 mai, la 3ème entre le 2 juin et le 27 juin et, enfin, la 4ème entre le 22 juillet et le 11 août. La synchronisation entre les zones soudano-sahéliennes et guinéenne (pauses n°1 et n°2) permet de réviser la vision classique de la modulation intrasaisonnière de la mousson ouest-africaine et suggère que les événements détectés localement s'inscrivent dans une dynamique de plus large échelle. L'existence de ce type de modulation a également été prouvée au Sénégal où il a été démontré d'autre part que la péjoration pluviométrique (à partir de la fin des 60's) n'a ni modifié le schéma d'alternance « pauses/phases actives », ni son organisation annuelle (calendrier). Suite à la mise au point d'une méthode de détection du démarrage de la saison des pluies soudano-sahélienne une étude de prévisibilité a été effectuée. La détection s'est appuyée sur un indice décrivant la migration latitudinale de la ZCIT. En moyenne, la date de démarrage intervient entre les 22 et 23 juin. Le démarrage de la saison des pluies soudano-sahélienne est particulièrement sensible aux modulations de l'intensité des gradients de pression, de précipitations et d'énergie statique humide à 1 000 hPa. La meilleure modélisation statistique, basée sur les précipitations, permet d'expliquer 73 % de variance. Enfin, l'impact des paramètres climatiques sur la présence et l'abondance saisonnière des principaux vecteurs du paludisme a été recherché à Ndiop (Siné Saloum, Sénégal). Dans ce village, le complexe An. gambiae s.l. prédomine sur An. funestus. Le trait commun de la variabilité interannuelle de ces deux espèces est l'importante augmentation du nombre d'attaques lors de l'année 1999. Pour An. funestus, il s'agit, à cette latitude, du retour en nombre car il avait presque totalement disparu depuis la sécheresse. L'analyse de la relation entre précipitations et premières attaques vectorielles annuelles montre des résultats peu stables s'expliquant par : la non-prise en compte de paramètres primordiaux non mesurés localement (température et hygrométrie in situ, hauteur des mares, etc.) et la représentativité insuffisante de l'indice de précipitations utilisé par rapport à l'environnement pluviométrique réellement observé à plus petite échelle. Le phénomène de recrudescence vectorielle de 1999 trouve son origine dans les importantes précipitations des mois d'août, septembre et octobre ayant entraîné les plus grands cumuls pluviométriques annuels de la période 1993-1998. Dès septembre, l'humidité des sols associée a certainement joué un rôle important dans l'augmentation des densités agressives. La cartographie des anomalies de ces paramètres a suggéré que cet événement a pu potentiellement intervenir dans de nombreuses zones de la frange soudano-sahélienne. En termes de prévisibilité, il a été montré qu'aux pas de temps interannuel et intrasaisonnier, les densités d'An. gambiae s.l. peuvent être correctement reproduites. Au contraire, les densités d'An. funestus, vu ses préférences écologiques, ne sont pas très bien simulées par les modèles statistiques en raison de la mauvaise prise en compte des précipitations sur le long terme.

L'accroissement des résistances aux insecticides chez les anophèles vecteurs de Plasmodium sont mises en cause dans la baisse d'efficacité des principales stratégies de lutte antivectorielle (LAV) en Afrique. Des techniques de combinaisons d'insecticides, évaluées au Bénin, n'ont pas été plus efficaces pour réduire la morbidité palustre et limiter l'extension des résistances que la stratégie préconisée par le Programme National de Lutte contre le Paludisme (moustiquaires imprégnée seules). Dans cette thèse, nous avons cherché à identifier les facteurs opérationnels, biologiques et environnementaux pouvant expliquer cet échec. Nous avons modélisé le risque d'exposition de l'homme aux piqûres de vecteurs en fonction de variables environnementales afin (i) d'identifier les déterminants de la présence et de la densité des vecteurs et (ii) d'analyser l'impact des méthodes de LAV. Nos résultats ont montré à l'échelle des villages une forte hétérogénéité spatio-temporelle de la population vectorielle, caractérisée par des niches écologiques et comportementales différentes qui a ont pu moduler l'efficacité de la LAV. Nous avons mis en évidence le rôle vectoriel majeur de An. funestus qui assurait la transmission en saison sèche tandis que le taux d'utilisation des moustiquaires diminuait en raison des fortes températures et de la baisse de nuisance culicidenne. De plus, nous avons observé des modifications comportementales chez les vecteurs suite à la mise en place de méthodes de LAV. Nous faisons donc des propositions pour l'amélioration des méthodes actuelles de LAV, pour définir les caractéristiques des futures méthodes et pour mieux choisir les méthodes à implémenter en fonction du faciès entomologique.

Les moustiques anophèles sont les vecteurs du parasite Plasmodium l’agent du paludisme. Le parasite subit des pertes massives pendant son cycle de développement chez l’anophèle, ce qui suggère que les moustiques sont capables de développer une réaction immunitaire efficace contre le parasite. La connaissance de l’immunité et de la résistance des moustiques au genre Plasmodium provient principalement de systèmes de laboratoire qui utilisent des espèces de parasites de rongeurs ou d’oiseaux comme modèles du paludisme humain. Les observations présentées dans cette thèse suggèrent que certains gènes comme Tep1 et LRIM1 sont des médiateurs de réponses antiparsitiques contre différents Plasmodiums dans différents vecteurs. Cependant, le degré d'efficacité avec laquelle un moustique est capable de réduire le nombre de parasites peut être variable surtout entre combinaison de souche de moustique et de souche de parasite différentes, selon que la paire soit hautement compatible ou non.<p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le contrôle du paludisme ne semble aujourd'hui envisageable que par stratégies combinées ciblant différents stades du parasite. Chez le vecteur, certains mécanismes de la réponse immunitaire pourraient être manipulés pour bloquer le développement sporogonique du parasite. Cette thèse examine les effets de la diversité du vecteur et du parasite dans le couple le plus important en termes d'épidémiologie, A. gambiae - P. falciparum. Des polymorphismes de gènes de l'immunité du moustique contrôlant le niveau d'infection ont été identifiés par étude d'association. Certains d'entre eux ont un effet spécifique selon les isolats de parasites, suggérant de potentielles interactions génotype X génotype. Nous avons déterminé un déséquilibre de liaison très bas dans les populations naturelles de vecteurs, validant notre approche par gènes candidats. Les caractéristiques et les forces évolutives faisant d'A. gambiae un vecteur du paludisme majeur sont discutées. Les diverses populations de vecteurs et parasites peuvent interagir de manière spécifique. Pour tester cela, des infections par des isolats de parasites sympatriques et allopatriques ont été comparées, montrant des intensités plus faibles dans les couples sympatriques. Les profils d'expression des gènes montrent cependant peu de régulations spécifiques aux populations, mais plutôt des différences extrêmes selon les isolats de parasites. Ces résultats suggèrent des effets importants de la diversité entre populations et individus. En conclusion, cette thèse souligne l'importance de la prise en compte de la diversité naturelle des vecteurs et parasites dans les recherches futures sur leurs interactions. / To achieve malaria control a variety of approaches must be combined targeting different stages of the parasites life cycle. With better understanding of mosquito immunity, it is hoped that aspects of natural resistance can be manipulated to prevent parasite development. This thesis investigates the effect of both mosquito and parasite diversity on the mosquitoes response to malaria using the most important human malaria system; Anopheles gambiae-Plasmodium falciparum in natural/semi-natural conditions. Mosquito loci are identified that significantly control infection phenotype, some of which act in a parasite isolate specific manner, highlighting their potential involvement in genotype by genotype interactions. Such research is moving towards genomewide studies; however, on finding very low linkage disequilibrium in wild mosquitoes, it favors candidate gene association studies. A. gambiae characteristics that make it such a good malaria vector are discussed and the evolutionary forces driving these traits. Selection behind vector-parasite interactions can differ spatially and temporally causing specificities in sympatric couples. Sympatric and allopatric mosquito infections with malaria are compared, showing that sympatric infections develop lower infection intensities suggesting local adaptation. Mosquito gene expression profiles highlight a small number of genes differentially regulated between sympatric and allopatric infections, however extreme differences in gene regulation are observed within populations, probably driven by the variable nature of malaria parasites. This thesis highlights the importance of taking into account natural diversity in future research.

Le paludisme demeure un problème de santé majeur en Afrique subsaharienne. Le nombre limité d'antipaludiques, l’apparition de résistances et l’absence d’un vaccin efficace, font de la lutte anti-vectorielle (LAV) la principale stratégie préventive de cette maladie. Les méthodes actuelles de LAV visant à limiter ou à interrompre le développement du parasite chez le moustique vecteur, il est donc nécessaire d’améliorer notre compréhension des interactions entre le vecteur Anopheles, son environnement et le parasite Plasmodium. A Madagascar, Anopheles gambiae s.l. et Anopheles funestus sont les vecteurs majeurs de Plasmodium falciparum et de Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, espèce endémique, peut également être un vecteur important. Dans ce contexte, l’objectif premier de ma thèse a été d’approfondir les connaissances sur An. mascarensis à travers une revue. Les données collectées plaident davantage qu’An. mascarensis est un complexe d'espèces et permettent de poser les bases pour une analyse moléculaire ciblée. En parallèle, j’ai contribué à la mise en place de la première plateforme expérimentale de Madagascar pour infecter des anophèles par P. falciparum et P. vivax, afin d’évaluer leur compétence vectorielle. Enfin, en associant entomologie et immuno-parasitologie, nous avons analysé la contribution des vecteurs à la transmission du paludisme dans deux villages adjacents. L’ensemble des travaux réalisés durant de ma thèse contribue à une meilleure connaissance de la diversité de la transmission du paludisme à Madagascar. De plus, la mise en place de la plateforme expérimentale d’infection permettra l’analyse de la compétence des populations d’anophèles vecteurs. / Malaria remains a major health concern in sub-Saharan Africa. The limited number of antimalarial drugs, the emergence of resistances and the lack of an effective vaccine, make vector control the main preventive strategy for this disease. Current methods of vector control aim at limiting or interrupting parasite development in the vector mosquito. It is therefore necessary to improve our understanding on interactions between the Anopheles vector, its environment and the parasite Plasmodium. In Madagascar, Anopheles gambiae s.l. and Anopheles funestus are the major vectors of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, an endemic species, may also be an important vector. In this context, the main objective of my PhD was to deepen the knowledge on An. mascarensis through a review. The data collected indicate that An. mascarensis is a complex of sibling species. I could thus provide the foundation for targeted molecular analysis. In parallel, in order to evaluate their vector competence, I contributed in a major way to the establishment of the first experimental platform of Madagascar to infect anopheline mosquitoes by P. falciparum and P. vivax. Finally, combining entomology and immuno-parasitology, we analysed the contribution of vectors to malaria transmission in two neighbouring villages. All the work done during my PhD contributes to a better knowledge of the diversity of malaria transmission in Madagascar, especially on the effective contribution of the different vector species. In addition, the establishment of the experimental platform for infections will further allow the analysis of the competence of vector Anopheles populations.