Clostridium difficile est une bactérie présente sous formes de spores dans l’environnement qui vont être ingérées par l’hôte puis germer en formes végétatives dans le tube digestif. Les formes végétatives vont coloniser l’hôte grâce à différents facteurs de colonisation. Ensuite, C. difficile va produire des toxines A et B qui vont être responsables des signes cliniques de l’infection.Après ingestion et colonisation par une souche toxinogène, les présentations cliniques sont variables d’un individu à l’autre. Certaines personnes vont rester porteuses asymptomatiques et d’autres peuvent déclarer des formes menaçant le pronostic vital. De plus, un caractère particulier de l’infection à C. difficile (ICD) est la survenue de récidives. Cette variabilité inter-individuelle de réponses de l’hôte à la colonisation par C. difficile est probablement multifactorielle mais elle paraît reposer largement sur le développement d’une réponse immune efficace de l’hôte.De nombreux travaux ont évalué l’intérêt de la réponse immune développée contre les toxines de C. difficile aboutissant à l’élaboration de thérapeutiques par immunisations ciblant les toxines.Cependant, la réponse immune dirigée contre les toxines n’est pas exclusive. Au vu des principaux résultats de l’équipe et de la littérature récente, il semble que le précurseur des protéines de la couche S SlpA et la flagelline FliC soient d’une importance particulière puisque ces protéines interagissent activement avec les cellules de l’immunité innée via les TLR (Toll Like Receptor) et sont immunogènes chez l’Homme.Nous avons donc voulu reposer les bases du développement d’une réponse immune chez un individu naïf en utilisant un modèle murin d’ICD.Nous avons montré qu’après une infection dans ce modèle aussi bien qu’après deux infections itératives, les animaux développaient une réponse de type IgM dirigée contre les toxines avec une commutation de classe en IgG au niveau sérique. Cependant, bien que nous ayons également observé la production d’IgM spécifiquement dirigées contre SlpA ou FliC, les souris n’avaient paradoxalement pas développé d’IgG dirigés contre SlpA ou FliC.Nous avons ensuite décidé de mener des essais d’immunisation chez la souris en se focalisant sur SlpA. Après des immunisations répétées, en présence de la toxine cholérique utilisée comme adjuvant, nous avons mis en évidence une réponse spécifique objectivée par une augmentation des IgG sériques et des IgA mucosales anti-SlpA dans les deux modèles. Cette réponse était associée à une diminution significative des taux de colonisation et un retard au décès des hamsters.Nous avons ensuite montré sur une première cohorte prospective que les patients atteints d’une ICD simple avaient significativement plus d’IgG spécifiques anti-SlpA que les patients récidivant de l’ICD entre 5 et 25 jours après l’infection.Enfin, nous avons également constitué une deuxième cohorte de patients sur la base d’une étude cas-témoins avec des objectifs plus ambitieux notamment de constitution de collections biologiques cliniquement documentée. Parmi les objectifs, l’étude vise à déterminer de la valeur prédictive des anticorps dirigés contre les facteurs de colonisation et les toxines de C. difficile sur l’évolution de l’ICD et notamment les récidives. Les résultats préliminaires concernant les IgG dirigés contre SlpA sur les premiers couples de cas et de leurs témoins permettent de confirmer ceux qui avaient été observées sur la première cohorte. L’ensemble des collections biologiques et des données cliniques associées permettront très rapidement de générer de nombreux résultats pour chacun des antigènes d’intérêt et ouvrent à de nombreuses perspectives en termes de compréhension des processus physiopathologiques et d’études ancillaires sur la réponse immune cellulaire et/ou humorale ou l’étude de marqueurs biologiques prédictifs des formes sévères et/ou récidivantes. / Clostridium difficile is a bacterium found in the environment as spores. It can be ingested by a host and germinate under vegetative forms in the digestive tract. These forms colonize hosts through colonization factors. C. difficile will then produce two toxins (A and B), responsible for clinical signs of infection.Following the ingestion and colonization by a toxigenic strain, a wide spectrum of clinical presentations can occur between individuals. Some will remain asymptomatic carriers when others will develop life-threatening infections. Besides, C. difficile infections (CDI) are specific as they can develop recurrences. These inter-individuals variabilities seem to be multifactorial, though, vastly depending on a host efficient immune response.Studies have assessed the interest of an immune response against C. difficile toxins, leading to immunization therapeutics targeting the toxins.However, immune response against toxins isn’t exclusive. Considering our team findings and recent literature, it seems that the S layer proteins precursor SlpA, as well as the FliC flagellin, have an important role. They indeed actively interact with the innate immunity cells via the TLR (Toll Like Receptor) and are immunogen in Humans.We therefore aimed at laying the foundations of an immune response development in a naïve individual, using a CDI mice model.We demonstrated within this model that further to one or two iterative infections, the animals developed an IgM response against the toxins, with a commutation in IgG at the serum level. However, despite the production of IgM specifically targeting SlpA or FliC, mice didn’t develop IgG against SlpA or FliC.We then decided to conduct immunization assays in mice, focusing on SlpA. After repetitive immunizations with the choleric toxin as an adjuvant, we noticed a specific response, objectified by a growth of serum IgG and anti-SlpA mucosal IgA in both models, as well as a significant decrease in colonization levels and a delay in the hamsters’ death.We showed on a first prospective cohort that patients with simple CDI had significantly more specific anti-SlpA IgG than patients with a CDI recurrence, occurring 5 to 25 days post infection.Finally, we constituted a second cohort of patients with a case-control study. It had more ambitious objectives, including the collection of clinically documented biologic samples. Among the objectives, this study aims at assessing the predictive value of antibodies against C. difficile colonization factors and toxins on the CDI evolution, notably on the recurrences.Preliminary results of IgG against SlpA on the first case-control couples confirm the first cohort observations. The biological collections and associated clinical data will soon enable to generate results for each antigen of interest. It opens new perspectives in terms of understanding of pathophysiological processes, and ancillary studies on the cellular and/or humoral immune response, as well as the study of predictive biological markers of severe forms or recurrences.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017 / Les parasites constituent le groupe d’organismes le plus répandu et le plus prospère sur Terre. Un grand nombre d’entre eux exploitent un cycle de vie complexe qui repose sur l’infection successive de multiples hôtes aux caractéristiques physiologiques divergentes. Malgré des centaines d’années d’étude sur leurs traits d’histoire de vie et leur impact sur les phénotypes hôtes, très peu d’information est actuellement disponible concernant les mécanismes moléculaires leur permettant d’interagir avec leurs hôtes et la manière dont cette interaction spécifique assure leur succès écologique. L’objectif de cette thèse a été de générer des ressources moléculaires de base pour permettre l’étude intégrée des interactions hôte-parasite et la manière dont ces interactions sont régulées au cours d’une infection. Pour rencontrer ces objectifs, nous avons exploité un système d’étude modèle centré sur le parasite cestode Schistocephalus solidus, un ver plat infectant successivement un copépode, un poisson et un oiseau. Nous avons généré un transcriptome de référence pour ensuite caractériser les patrons de régulation des activités biologiques du parasite au cours de l’infection. Nous avons pu démontrer des patrons de régulation très tranchés entre les stades de vie, avec un rôle potentiel des voies de communications neurales au moment de changer d’hôte. Nos données suggèrent également la présence de protéines mimétiques candidates dans le génome du parasite ayant le potentiel de perturber l’activité de communication cellulaire chez l’hôte. Cette thèse permet ultimement de solidifier les bases de l’étude mécaniste des interactions hôte-parasite et fournit des outils génomiques de référence qui serviront à consolider et étendre nos connaissances sur la structure des systèmes naturels. / Parasites are the most widespread and prosperous group of organisms on Earth. Numerous parasitic species exploit a complex life cycle that relies on the successive infection of multiple hosts with divergent physiological characteristics. Despite hundreds of years of study on their life history traits and their impact on host phenotypes, very little information is currently available on the molecular mechanisms that allow them to interact with their hosts and how this interaction ensures their ecological success. The general objective of this thesis was to generate reference molecular resources for the study of host-parasite interactions from an integrated perspective to allow the discovery of how these interactions are regulated during the infection. To meet this objective, we studied a model system based on the parasitic cestode Schistocephalus solidus, a flatworm that successively infects a copepod, a fish and a bird. We generated a reference transcriptome to characterize the regulatory patterns gene expression to assess which biological activities are used at what stage of the infection. Our results revealed massive regulatory changes between life stages, with a potential role for neural communication pathways during the process of host switching. Our data also suggests the presence of candidate mimicry proteins in the genome of the parasite, having the potential to disrupt cellular communication in the host’s central nervous system. This thesis ultimately allows a better understanding of the mechanisms underlying host-parasite interactions and provides reference genomic tools that will help consolidate and extend our knowledge on the structure of natural systems.

En milieu naturel, les organismes doivent s’adapter à un environnement lumineux changeant (alternance jour/nuit, couverture nuageuse, habitat, saison, etc.). L'utilisation croissante de longueurs d'ondes spécifiques impliquant des diodes électroluminescentes (DELs) en serres permet de surmonter le manque de lumière pendant les mois d'hiver, en aidant la photosynthèse ou la croissance végétative des cultures. Cependant, la modification de l'environnement lumineux ainsi que de la photopériode peut également modifier directement ou indirectement l'activité des insectes utiles et des insectes nuisibles qui dépendent des plantes. Dans mon étude, nous avons étudié comment une guêpe parasitoïde fait face aux variations du spectre d'éclairement et à quel point la vision des couleurs est importante dans la localisation et la reconnaissance de son hôte. Notre modèle d’étude s’est porté sur la guêpe parasitoïde Aphidius ervi qui attaque principalement le puceron du pois Acyrthosiphon pisum. Les pucerons du pois présentent un polymorphisme de couleur et apparaissent au sein d’une même population sous la forme de morphes roses et de morphes verts. En utilisant un montage basé sur des DELs de 5 longueurs d’ondes différentes (361, 450, 500-600, 626 and 660 nm), nous avons créé différents spectres lumineux artificiels que les parasitoïdes et leurs hôtes peuvent rencontrer dans l’environnement naturel tels que l’ombre des feuilles ou le soleil direct. Ce design nous a permis d’étudier le comportement des insectes face à un environnement lumineux changeant et totalement contrôlable en intensité lumineuse et en composition spectrale, dans un contexte d'activité locomotrice et de parasitisme. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que la probabilité que les pucerons se déplacent dépendait de l’interaction entre l’environnement lumineux, le stade de développement et la variation clonale. Nous avons montré que la probabilité que les parasitoïdes soient actifs diminuait avec l’augmentation des longueurs d’onde. Les mâles étaient plus actifs que les femelles sous toutes les conditions lumineuses monochromatiques testées. Bien que la quantité de lumière réfléchie des morphes roses fût d’environ la moitié de celle des morphes verts dans les composantes cyanvert, nous avons constaté que les deux couleurs d’hôtes ont été reconnues et attaquées dans toutes les conditions d'éclairage testées, même la lumière rouge (660 nm). Enfin, en appliquant 4 ratios de DELs rouges (R): bleues (B) utilisées pour allonger la photopériode à l'intérieur d'une chambre de croissance, nous avons montré que l’allongement de la photophase (de 8h à 16 h de lumière/jour) augmentait l'activité parasitaire quotidienne de la guêpe ainsi que son comportement en matière de ponte. Enfin, les adultes parasitoïdes nouvellement émergés étaient composés de 80 % de mâles en lumière 100R: 0B contre 50 % sous le ratio 25R: 75B. Cette étude indique qu'A. ervi reste un bon agent de lutte biologique lorsque l'environnement lumineux est modifié. Elle est aussi la première à montrer que le ratio de lumière R: B a un impact sur l’allocation des sexes chez ce parasitoïde. Nous pensons que l’utilisation de la lumière rouge seule pour prolonger la photophase peut avoir un effet négatif sur la dynamique des populations de ces parasitoïdes en raison de son impact défavorable sur le sex-ratio en favorisant les mâles, et donc un effet négatif sur le contrôle des populations de pucerons en milieu confiné. / In nature, organisms must adapt to a changing light environment (day / night alternation, cloud cover, habitat, season, etc.). The increasing use of specific wavelengths involving light emitting diodes (LEDs) in greenhouses overcomes the lack of light during winter months, helping photosynthesis or vegetative growth of crops. However, changing light environment as well as photoperiod can also directly or indirectly modify the activity of beneficial insects and plant-related pests. In my study, we investigated how a parasitoid wasp deals with variations in the light environment and how important color vision is in locating and recognizing its host. Our study model focused on the parasitoid wasp Aphidius ervi which mainly attacks the pea aphid Acyrthosiphon pisum. Pea aphids have a color polymorphism and appear within a same population under pink morphs and green morphs. Using a design based on LEDs of 5 different wavelengths (361, 450, 500-600, 626 and 660 nm), we have created different artificial light spectra that parasitoids and their hosts can encounter in natural environment such as leaf-shade or direct sunlight. This design allowed us to study the behavior of insects in a changing light environment that is totally controllable in light intensity and spectral composition, in a context of locomotor activity and parasitism. Overall, the results suggest that the probability of aphids walking depended on the interaction between the light environment, the stage of development, and clonal variation. We have shown that the probability of parasitoids walking decreased with increasing wavelengths, and that males were more active than females under all monochromatic light conditions tested. Although the amount of light reflected from the pink morphs was about half that of the green morphs in the cyan-green components, we found that both host colors were recognized and attacked under all light conditions tested, even red light (660 nm). Finally, by applying 4 ratios of red (R): blue (B) LEDs used to extend the photoperiod inside a growth chamber, we have shown that the photophase elongation (from 8h to 16h of light/day) increased the daily parasitic activity of the wasp and its oviposition behavior. Finally, the newly emerged parasitoid adults were composed of 80% males in light 100R: 0B against 50% under the ratio 25R: 75B. This study indicates that A. ervi remains a good biological control agent under different light environments. This study is also the first to show that the R: B light ratio has an impact on the decision-making of females regarding the sex of their offspring. We believe that the use of red light alone to extend the photophase may have a negative effect on the population dynamics of these parasitoids because of its adverse impact on sex ratio by favoring males, and thus a negative effect on control of aphid populations in confined environment.

Brevibacterium aurantiacum est l'un des principaux micro-organismes utilisés dans la production de fromages à croûte lavée dans le monde. L’utilisation de cette bactérie est dû à sa richesse métabolique, car elle produit des composés soufrés volatils, des pigments caroténoïdes et des enzymes lipolytiques et protéolytiques, qui sont nécessaires à la maturation d’une variété de fromages. Des souches de cette espèce bactérienne sont inoculées à la surface de fromages au cours de l'affinage et sont sensibles à des infections virales. Les bactériophages (phages), virus qui infectent les bactéries, sont omniprésents dans divers écosystèmes. Dans l'industrie laitière, ils sont reconnus pour perturber les procédés de production lors de l'infection de ferments lactiques, mais leur implication sur des fromages présentant des défauts de couleur et de saveur reste à démontrer. Ces anomalies de maturation de fromages à croûte lavée ont conduit à cette thèse. Le premier objectif de cette thèse de doctorat consistait à analyser le génome de la souche industrielle B. aurantiacum SMQ-1335 et qui est aussi sensible à des phages. Le deuxième objectif de la thèse visait à étudier les phages virulents infectant cette souche. D’ailleurs, cette étude rapporte la première description et caractérisation de phages infectant cette espèce bactérienne. Malgré la similitude entre ces phages, des répétitions en tandem d'ADN ont été identifiées dans des génomes viraux et une analyse approfondie a montré que ces segments d'ADN sont répandus parmi les phages. Le troisième objectif visait à étudier l'interaction phage-hôte via l’analyse du génome de souches mutantes insensibles aux phages. En étudiant ces souches mutantes, des gènes potentiellement nécessaires pour l'infection phagique ont été identifiés. Enfin, le quatrième et dernier objectif visait à évaluer l'impact des phages de B. aurantiacum dans la production de fromages à croûte lavée et ce, à l'aide des caillé modèles. À noter que le reclassement de la souche SMQ-1335, avant identifiée auparavant comme Brevibacterium linens, est décrit en annexe de cette thèse. Malgré des décennies d'études sur les phages laitiers, les phages de B. aurantiacum étaient encore inconnus. Mes travaux auront permis le développement d’un protocole reproductible pour isoler ces phages. Ces travaux ont également apporté de nouvelles connaissances sur les interactions phage-hôte et de leur impact dans les fromages affinés en surface. / Brevibacterium aurantiacum is one of the key players in the production of washed rind cheeses produced worldwide. The importance of this bacterium to the dairy industry is due to its metabolic richness, as it produces volatile sulfur compounds, carotenoid pigments, and lipolytic and proteolytic enzymes, which play roles in the maturation of washed rind cheeses .As strains of this species are regularly inoculated on the cheese surface during ripening, there is a significant risk of viral attacks. Bacteriophage (phages), viruses that infect bacteria, are ubiquitous in the cheese environment. In the dairy industry, virulent phages have long been known to disrupt cheese processes by infecting lactic acid bacteria. The recent observations of color and flavor defects in washed rind cheeses suggested that phages may also infect strains of B. aurantiacum. These observations led to this thesis.The first objective of this PhD dissertation was to study the genomics of B. aurantiacum SMQ-1335, an industrial strain used in the production of washed rind cheeses. The second objective of the thesis was to study the diversity and biology of virulent phages infecting this industrial strain. This study was the first report of phages infecting B. aurantiacum. Despite the low diversity of the isolated B. aurantiacum phages, DNA tandem repeats were found in an intragenic region of the viral genomes and extended analysis showed that these DNA segments are widespread among phages. The third objective was to investigate phage-host interactions through the genome analyses of bacteriophage insensitive mutants, which were selected by challenging SMQ-1335 with phage AGM1. Host genes likely necessary for phage infection were identified and may explain why some of these mutants are phage-resistant. Finally, the fourth objective of this thesis evaluated the impact of virulent phages on the production of washed rind cheeses using model curds. Of note, the reclassification of the strain SMQ-1335, long believed to be Brevibacterium linens, is described in the annex of the thesis. Despite decades of studies on dairy phages, B. aurantiacum phages were still unknown. Here, a reproducible protocol to isolate these phages was developed, which may allow the isolation of new phages. This work also led to increased knowledge on phage-host interactions as well as on and their roles in surface-ripened cheeses.

La compréhension du processus d’adaptation des populations de parasites à leur plante-hôte est une question fondamentale en écologie évolutive. C’est également un enjeu majeur de recherche finalisée qui a des retombées pour la protection des cultures. L’oomycète Plasmopara viticola, agent causal du mildiou de la vigne, attaque les espèces du genre Vitis. Dans un contexte où l’enjeu principal des programmes d’amélioration est la durabilité des résistances, des connaissances nouvelles sur l’écologie et l’évolution de l'interaction entre le parasite et son hôte sont nécessaires afin d’évaluer le potentiel du mildiou à surmonter ces résistances. Dans ma thèse, je me suis intéressée au rôle de la plante-hôte comme facteur d’évolution des populations de mildiou, en posant cette question à différentes échelles évolutives : (i) dans le bassin d’origine du pathogène (Amérique du Nord), j’ai cherché à évaluer le degré de spécialisation du parasite sur sa gamme d’hôtes sauvages et cultivés; (ii) en Europe, où le mildiou de la vigne a été introduit récemment, j’ai étudié l’évolution des populations de mildiou soumis à la pression de sélection des résistances des nouvelles variétés de vigne. Pour comprendre la spécialisation plante-hôte dans ce pathosystème où plusieurs espèces cryptiques ont été identifiées, nous avons réalisé des tests d’inoculations croisées entre espèces hôtes (Vitis spp.) et agent pathogène (P. viticola). Les données phénotypiques et morphologiques apportent les preuves d’une spécialisation plante-hôte au sein des populations de P. viticola : les espèces A et D de mildiou sont spécialisées sur leur plante-hôte, tandis que le processus de spécialisation est en cours pour les espèces B et C. Même si aucune différenciation génétique n’a été montrée au sein de l’espèce C, il existe deux groupes distincts au sein de l’espèce B. Les isolats du compartiment cultivé sont en moyenne plus agressifs que les isolats issus des vignes sauvages, indiquant une adaptation des isolats cultivés sur leur plante hôte. A partir d’un large échantillonnage, nous avons étudié la distribution des espèces de mildiou sur leurs plantes-hôtes sauvages et cultivées. Ce travail a permis d’identifier une nouvelle espèce cryptique et a confirmé la spécialisation plante-hôte. En Europe, nos résultats montrent que le déploiement limité de variétés à résistantes partielles a conduit à des modifications des populations de mildiou: apparition d’isolats virulents (i.e. contournant un QTL majeur de résistance), et augmentation de l’agressivité sur Vitis vinifera. Dans le but de comprendre les mécanismes à l’origine de la spécialisation et du contournement des résistances, nous nous sommes intéressés au répertoire d’effecteurs du parasite. Une centaine d’effecteurs candidats ont été identifiés en utilisant les données disponibles sur le génome de P. viticola. L’analyse du polymorphisme de 32 candidats sur une sélection d’isolats montre que trois d’entre eux évoluent sous sélection positive. Ces résultats soulignent l’importance de la plante-hôte comme facteur de diversification des populations de l’agent pathogène et révèlent que le mildiou s’adapte rapidement aux résistances de la vigne. Il est désormais nécessaire de mieux appréhender le déploiement des résistances de la vigne afin qu’elles puissent être durables. / Understanding the process of adaptation of parasite populations to their host-plant is a key issue in evolutionary ecology. It is also a major subject in applied research that has implications for crop protection. The oomycete Plasmopara viticola, the causal agent of downy mildew, attacks the species of the Vitis genus. In a context where the main concern of the breeding programs is the durability of resistance, new knowledge about the ecology and evolution of the interaction between parasite and host is needed in order to evaluate the potential of downy mildew to overcome the resistance. In my thesis, I addressed the role of the host-plant as an evolutionary factor for downy mildew populations, by asking this question at two different evolutionary scales: (i) in the pathogen region of origin (North America) I assessed the degree of specialization of the parasite on its wild and cultivated host range (ii) in Europe, where downy mildew has been introduced recently, I studied the evolution of downy mildew populations subject to the selection pressure imposed by resistant grapevine varieties. To understand the host-plant specialization in this pathosystem, where several cryptic species have been identified, we performed cross inoculations between different host (Vitis spp.) and pathogen (P. viticola) species. Morphological and phenotypic data provide evidence of host-plant specialization in P. viticola populations: downy mildew species A and D are specialized on their host-plant, while the specialization process is ongoing for species B and C. Although no genetic differentiation has been shown inside species C, there are two distinct groups within species B. Isolates from the cultivated compartment are on average more aggressive than isolates from wild vines, indicating an adaptation of isolates growing on cultivated host-plants. Finally, a large-scale study of the distribution of downy mildew species on both their wild and cultivated host-plants resulted in the identification of a new cryptic species and confirmed the host-plant specialization. In Europe, our results show that the limited deployment of resistant varieties has led to changes in downy mildew populations: emergence of virulent isolates (i.e. breakdown of a major QTL for resistance), and increased aggressiveness on Vitis vinifera. In order to understand the mechanisms at the origin of specialization and resistance breakdown, we examined the parasite’s effector repertoire. Over one hundred effector candidates were identified using available data on the P. viticola genome. The polymorphism of 32 candidate genes revealed that three of them evolve under positive selection. Our results reveal the strong ability of downy mildew to adapt to its host plant and to plant resistance. They should be taken into account when devising strategies for the deployment of grapevine resistances in order to guarantee their durability.

Les microorganismes du domaine du vivant Archaea sont très divers sur le plan biologique et sont présents dans de nombreux types d'écosystèmes. Ils sont majoritaires dans les environnements dits extrêmes. Parmi les virus d'archées, ceux infectant les espèces d'un phylum majeur des archées, Crenarchaeota, constitué d'hyperthermophiles, forment un groupe exceptionnel. En effet, leurs morphotypes sont uniques, variés, et complexes. Le contenu de leur génome est également unique. Enfin, la plupart de ces virus se maintiennent dans la cellule hôte en état porteur, une relation chronique qui permet un équilibre entre production de virions et division cellulaire. J'ai d'abord démontré que le virus de crenarchée Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2 est un virus virulent, et non chronique comme il avait été suggéré. Un mécanisme de lyse unique a été découvert. La paroi cellulaire est modifiée en plusieurs points, avec l'apparition de structures pyramidales saillantes. Celles-ci s'ouvrent en fin de cycle infectieux, permettant aux virions, assemblés auparavant dans le cytoplasme, de quitter la cellule. Puis j'ai travaillé sur des échantillons de sources géothermiques de la péninsule de Kamchatka (Russie) et contribué à l'isolement et la caractérisation d'un virus de morphotype filamenteux. Des protéines structurales supplémentaires ont ainsi été identifiées. Enfin, des mots courts exceptionnels ont été identifiés dans un grand nombre de génomes d'archées et de leurs éléments extra-chromosomiques. Ce sont potentiellement des motifs fonctionnels non-codants, impliqués dans des mécanismes biologiques importants. Typiquement, les motifs palindromiques sont évités dans les génomes

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

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

Les microARNs, régulateurs post-transcriptionnels de l’expression des gènes eucaryotes, sont impliqués dans la défense contre les pathogènes. Afin de favoriser leur multiplication, les virus et les bactéries ont développé des stratégies pour altérer la voie des miRNAs. Dans ce travail, nous avons montré que Helicobacter pylori, une bactérie responsable chez l’Homme de pathologies gastriques sévères, telles que l’ulcère ou le cancer, réprime un cluster de microARNs spécifique des cellules souches embryonnaires dans une lignée épithéliale gastrique. En utilisant une technique de séquençage à haut débit, nous avons identifié miR-372 comme le miRNA le plus exprimé dans cette lignée gastrique. Avec miR-373, miR-372 permet la prolifération cellulaire réprimant l’expression d’un inhibiteur du cycle cellulaire, the LArge Tumor Suppressor 2 (LATS2). Au cours de l’infection par H. pylori, l’expression de miR-372&373 est réprimée, provoquant une accumulation de LATS2 et un arrêt du cycle cellulaire. De manière importante, la répression de ces miRNAs est dépendante de la translocation de l’effecteur bactérien CagA dans la cellule hôte. Ces données constituent un nouvel exemple d’interaction hôte-pathogène impliquant les miRNAs et ont identifié le couple LATS2/miR-372&373 comme un mécanisme inattendu dans l’arrêt du cycle cellulaire observé au cours de l’infection. Ce mécanisme pourrait refléter l’inhibition de l’auto-renouvellement de l’épithélium gastrique, processus impliqué dans la défense contre les infections bactériennes. / MicroRNAs, post-transcriptionnal regulators of eukaryotic gene expression, are implicated in host defense against pathogens. Viruses and bacteria have evolved strategies to suppress miRNA functions with the aim to establish a sustainable infection. In this work, we report that Helicobacter pylori, a bacterium responsible for severe human gastric inflammatory diseases and cancers, down-regulates an embryonic-specific microRNAs cluster in a gastric epithelial cell line. We reveal by using a deep sequencing approach that hsa-miR-372 is the most abundant miRNA expressed in this gastric cell line where, together with hsa-miR-373, it promotes cell proliferation by silencing the expression of a cell cycle inhibitor, the LArge Tumor Suppressor 2 (LATS2). Upon H. pylori infection, miR-372&373 synthesis is inhibited, leading to the derepression of LATS2 and thus, to a cell cycle arrest at the G1/S transition. Importantly, this down-regulation of a specific cell cycle-regulating microRNA is dependent on the translocation of the bacterial effector CagA into the host cells. These data constitute a novel example of host-pathogen interplay involving microRNAs and unveil the couple LATS2/miR-372&373 as an unexpected mechanism in infection-induced cell cycle arrest in proliferating gastric cells which may be relevant of inhibition of gastric epithelium renewal, a major host defense mechanism against bacterial infections.

Vibrio splendidus LGP32 est une bactérie pathogène associée aux épisodes de mortalités estivales qui affectent la production d'huître Crassostrea gigas depuis des décennies. Nous avons montré ici que la porine OmpU était un effecteur majeur de l'interaction V. splendidus / C. gigas. Nous avons pour cela construit un mutant ΔompU de V. splendidus. Celui-ci nous a permis de mo ntrer l'implication de OmpU (i) dans la résistance de V. splendidus aux antimicrobiens, incluant ceux de l'huître, (ii) dans la « fitness » chez l'huître, et (iii) dans la virulence en infections expérimentales (mortalités de 56 % pour le sauvage versus pour le 11% mutant). En accord avec ces résultats, nous avons montré que la délétion de ompU modifiait la sécrétion de protéines dont l'expression est contrôlée par les voies de régulation de la virulence (ToxR) et de l'intégrité membranaire (SigmaE). Par ailleurs, nous avons montré que OmpU jouait un rôle essentiel dans la reconnaissance par les hémocytes. En effet, (i) in vivo, les gènes hémocytaires répondent différemment à l'infection par le Vibrio sauvage ou ΔompU, et (ii) in vitro, OmpU est nécessaire à l'invasion hémocytaire par V. splendidus. Cette invasion utilise la phagocytose dépendante de l'intégrine b et la SOD extracellulaire du plasma d'huître comme opsonine qui lie OmpU. Ainsi, OmpU est un facteur de virulence majeur qui permet l'infection des hémocytes dans lesquels il est capable de survivre en inhibant la formation de radicaux oxygénés et de vacuoles acides. La résistance du Vibrio aux antimicrobiens hémocytaires de l'huître, elle-même dépendante de OmpU, est probablement un élément supplémentaire favorable à la survie intra-cellulaire. / Vibrio splendidus LGP32 is a bacterial pathogen associated to the summer mortality outbreaks that have affected the production of Crassostrea gigas oysters over the past decades. We showed here that the OmpU porin is a major effector of the V. splendidus / C. gigas interaction. For that, we have constructed a ΔompU mutant of V. splendidus, and shown that the OmpU porin is implicated (i) in the resistance of V. splendidus to antimicrobials, including those of oyster, (ii) in its in vivo fitness, and (iii) in its virulence in oyster experimental infections (mortalities have been reduced from 56 % to 11 % upon mutation). In agreement, we have shown that the ompU deletion modified the expression of secreted proteins controlled by the virulence (ToxR) and the membrane integrity (SigmaE) regulation pathways. Furthermore, we have shown that OmpU has a major role in the recognition of V. splendidus by oyster hemocytes. Indeed, (i) in vivo, hemocyt e genes displayed differential responses to an infection with the wild-type or the ΔompU mutant, and (ii) in vitro, OmpU was necessary for hemocyte invasion by V. splendidus. This invasion process required the hemocyte b-integrin and the oyster plasma extracellular SOD, which was found to act as an opsonin recognizing OmpU. Thus, OmpU is a major virulence factor that allows infection of hemocytes in which V. splendidus is able to survive by inhibiting the production of reactive oxygen species and the formation of acidic vacuoles. Resistance of V. splendidus to hemocyte antimicrobials, which is also OmpU-dependant, is probably an additional determinant of V. splendidus intracellular survival.