Les populations de bivalves exploités subissent régulièrement des épizooties qui affaiblissent voire déciment les stocks, et qui peuvent avoir des conséquences majeures pour l’aquaculture. Ces maladies, dues à des virus, bactéries, ou parasites, se développent particulièrement au printemps et en été. Ces périodes de l’année offrent également des conditions propices aux efflorescences de micro-algues toxiques, dont des dinoflagellés du genre Alexandrium. Ainsi, le risque de co-occurrence d’efflorescences d’Alexandrium sp. et de maladies infectieuses chez les bivalves est élevé. Or, ces micro-algues synthétisent et excrètent des neurotoxines et des composés cytotoxiques responsables d’altérations physiologiques chez les bivalves. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets combinés d’une exposition à Alexandrium sp. et d’une infection par des agents pathogènes sur la physiologie des bivalves, à travers l’étude de différentes interactions tripartites bivalve – pathogène – Alexandrium sp. Les résultats de ce travail indiquent que différents profils de réponse existent en fonction des espèces impliquées dans ces interactions. Ainsi, une exposition à Alexandrium sp. peut augmenter le taux d’infection par des agents pathogènes chez des bivalves ou au contraire le diminuer. Les réponses hémocytaires associées peuvent traduire l’implication des défenses immunitaires dans ces modulations hôte-pathogène. De plus, l’exposition à des agents pathogènes peut interférer avec le processus d’accumulation de toxines algales dans les tissus des bivalves, illustrant la complexité de ces interactions. Ces résultats, associés à l’observation de lésions tissulaires chez les bivalves peuvent traduire l’altération des activités de nutrition (filtration, digestion…). Ce travail de thèse apporte une meilleure compréhension de l’implication des efflorescences toxiques dans le développement des maladies touchant les bivalves d’intérêt commercial, mais également de l’implication de l’environnement biotique des bivalves sur l’accumulation de phycotoxines réglementées. / Bivalve populations undergo regular epidemics that weaken or decimate exploited stocks and thus limit aquaculture. These diseases are caused mainly by viruses, bacteria or parasites, and occur primarily during spring and summer. This period of the year also provides favorable conditions for toxic dinoflagellate blooms, including species of the genus Alexandrium. Thus, the risk of Alexandrium sp. blooms and infectious diseases co-occurring in bivalves is high. However, these micro-algae synthesize and excrete toxins and cytotoxic compounds responsible for physiological changes in bivalves and could lead to an immuno-compromised status.The objective of this thesis is to evaluate the combined effects on bivalve physiology of exposure to the toxic dinoflagellate, Alexandrium sp., and infection by pathogens, through the study of different bivalve - pathogen - Alexandrium sp. tripartite interactions. The results of this work highlight the species-specific nature of these impacts.Thus, exposure to Alexandrium catenella reduces the herpesviruses infection in oyster Crassostrea gigas, whereas the dinoflagellate A. fundyense increases the susceptibility of C. virginica oyster to the parasite Perkinsus marinus, probably via immuno-suppression, as suggested by the partial inhibition of hemocyte responses. Additionally, the effect of a toxic algal bloom on oyster susceptibility to opportunistic diseases when exposed to a new microbial environment (simulating a transfer) was evaluated. Hemocyte responses to a changing microbial environment were suppressed by exposure to A. catenella, although no new bacterial infection was detected.Finally, exposure to pathogens or to a new microbial environment interferes with the processes by which oysters exposed to A. catenella accumulate algal toxins, illustrating the complexity of these interactions. These results provide a better understanding of the involvement of toxic algal blooms in the development of diseases affecting commercial bivalve species, but also of the involvement of the bivalve biotic environment in the accumulation of regulated toxins.

GBF1 a émergé autant que facteur cellulaire nécessaire pour la réplication de plusieurs virus à ARN. Au cours de l’infection par le virus de l’hépatite C (VHC), GBF1 est essentiel pour les étapes précoces de la réplication, bien qu’il soit dispensable lorsque celle-ci est établie. Afin de mieux comprendre la fonction de GBF1 dans la régulation de l'infection par le VHC, nous avons tenté d’explorer les interactions entre GBF1 et les protéines du VHC. Ainsi, grâce à l’approche du double hybride en levure et par co-immunoprécipitation et par PLA (proximity ligation assay), nous avons pu montrer que NS3 interagit avec GBF1. De plus, NS3 semble interférer avec la localisation subcellulaire de GBF1 dans des cellules exprimant NS3. Cette interaction a été retrouvée entre le domaine protéase de NS3 et Sec7, le domaine catalytique de GBF1. Un crible sur des mutations altérant l’interaction GBF1-NS3, par double hybride en levure, a permis révéler un mutant NS3 (N77D de la souche Con1) qui est non-réplicatif malgré une activité protéase bien conservée. De plus, le résidu muté est exposé à la surface, ce qui suggère qu’il pourrait appartenir à la zone d’interaction de NS3 avec GBF1. La mutation correspondante dans la souche JFH1 produit le même phénotype que la souche Con1 du VHC. L’ensemble des résultats révèlent l’existence d’une interaction entre GBF1 et NS3 et suggèrent qu’une altération de cette interaction est délétère pour la réplication du VHC. / GBF1 has emerged as a host factor required for the replication of RNA viruses of different families. During the hepatitis C virus (HCV) life cycle, GBF1 performs a critical function at the onset of replication, but is dispensable when the replication is established. To better understand how GBF1 regulates HCV infection, we have looked for interactions between GBF1 and HCV proteins. NS3 was found to interact with GBF1 in yeast two-hybrid, in co-immunoprecipitation and in proximity ligation assays, and to interfere with GBF1 function and alter GBF1 intracellular localization in cells expressing NS3. The interaction was mapped to the Sec7 domain of GBF1 and the protease domain of NS3. A yeast two-hybrid screen for mutations altering NS3-GBF1 interaction yielded an NS3 mutant (N77D, Con1 strain) that is non-replicative despite conserved protease activity. The mutated residue is exposed at the surface of NS3, suggesting it could be part of the domain of NS3 that interacts with GBF1. The corresponding mutation in JFH-1 strain (S77D) produces the same phenotype. Our results provide evidence for an interaction between NS3 and GBF1 and suggest that an alteration of this interaction is detrimental to HCV replication.

Les microsporidies sont des pathogènes intracellulaires obligatoires apparentés aux champignons. Elles infectent de nombreux animaux, dont le nématode Caenorhabditis elegans. La première microsporidie isolée d’une souche de C. elegans sauvage a été nommée Nematocida parisii. L’interaction entre N. parisii et C. elegans est devenue un puisant modèle pour l'étude des interactions hôte-pathogène. Cependant, ce modèle a été récemment découvert et de nombreux détails sur son écologie et sa biologie restaient inconnus. Notamment, nous ignorions l’incidence et la diversité des infections microsporidiennes chez C. elegans et autres nématodes dans la nature.A partir d’une collection de nématodes, de la famille des Rhabditidae, échantillonnés dans le monde entier, j’ai recensé un panel de 47 nématodes présentant des symptômes d’infection par des microsporidies. J’ai caractérisé moléculairement la diversité de ce parasite infectant ces nématodes et déterminé que N. parisii est la microsporidie la plus souvent responsable des infections chez C. elegans dans la nature. J’ai également décrit et nommé six nouvelles espèces de Nematocida. Au cours de mes travaux, j’ai aussi défini deux nouveaux genres de microsporidies génétiquement distincts de Nematocida, appelés Enteropsectra et Pancytospora. Mes travaux ont de plus détaillé la diversité qui existe chez les microsporidies parasites de nématodes. Ces microsporidies présentent des différences en terme de taille et forme de leurs spores, de leur tropismes tissulaire et intracellulaire chez l’hôte, de leur voie de sortie des cellules hôtes mais aussi de spectre d’hôtes. Mes résultats ont démontré que, dans la nature, les infections de C. elegans et autres nématodes par les microsporidies sont répandues et diverses.De plus, j’ai estimé la variation naturelle pour la sensibilité de C. elegans à l'infection par N. ausubeli. J’ai notamment comparé 10 souches naturelles de C. elegans en utilisant des tests de consommation alimentaire. Deux souches de C. elegans, JU1249 et JU2825, présentaient des niveaux contrastés de sensibilité, ce que j’ai interprété comme étant une différence de niveau de tolérance aux infections. Ces deux souches se sont révélées être de bons candidats pour une future caractérisation des loci génétiques associés à la variation de sensibilité de C. elegans aux infections microsporidiennes. Enfin, j’ai observé un effet surprenant de l'infection de C. elegans par les microsporidies. En effet, la présence du pathogène est capable de supprimer le déclin progressif de la fécondité à haute température chez certaines lignées de C. elegans. / Microsporidia are fungi-related intracellular pathogens that infect a great variety of animals, including the nematode Caenorhabditis elegans. The first microsporidia isolated from wild C. elegans was named Nematocida parisii in 2008. C. elegans and N. parisii have been used as a powerful model for the study of host-pathogen interactions. However, it was unclear how widespread and diverse microsporidia infections are in C. elegans or other related nematodes in the wild.By sampling rhabditid nematodes worldwide, we established a collection of 47 nematodes that displayed putative microsporidia infections. We characterized molecularly these infections and determined that N. parisii (or N. ironsii) is the most common microsporidia infecting C. elegans in the wild. We further described and named six new Nematocida species. In addition, we defined two new genera of nematode-infecting microsporidia, named Enteropsectra and Pancytospora, which are genetically distinct from Nematocida. Further investigations showed that these microsporidia are diverse in terms of spore size and shape, host tissue tropism, host cell intracellular localization, cellular exit route, host specificity pattern, etc. Overall, these findings illustrate the widespread and diverse microsporidia infections in C. elegans and related nematodes in the wild.We further assayed the natural variation of C. elegans in sensitivity to N. ausubeli infection, by comparing 10 C. elegans strains using food consumption tests. Two C. elegans strains, JU1249 and JU2825, displayed the largest sensitivity differences, which were suggested to be a result of the different tolerance between the two strains. These two strains are proven to be good candidates for future studies on the genetic loci associated with C. elegans sensitivity variation to microsporidian infections. Furthermore, I observed an exciting effect of host-pathogen interaction. Microsporidia infection is able to suppress the progressive decline in fertility in some C. elegans with the mortal germline phenotype (Mrt).

L’ostréiculture, dominée par l’élevage de l’huître creuse Crassostrea gigas, représente plus de 70% du chiffre d’affaire réalisé par l’aquaculture française. Au sein des écosystèmes aquatiques, les bactéries appartenant au genre Vibrio forment l’un des groupes bactériens les plus abondamment représentés. Deux espèces, Vibrio splendidus et Vibrio aestuarianus, sont fréquemment associées et de façon récurrente, à des mortalités sévissant dans les élevages d’huître creuse Crassostrea gigas, le plus souvent en période estivale. Ce travail de thèse avait pour objectifs d’étudier des interactions Vibrio-huître et leurs modulations en fonction de la virulence des pathogènes et des paramètres génétiques et physiologiques de l’hôte. Le développement d’outils de détection et de quantification sensibles et spécifiques et la maîtrise de protocoles d’infection expérimentale à Vibrio ont permis d’explorer des mécanismes de virulence, d’étudier la variabilité de la sensibilité des huîtres à ces Vibrio et de caractériser la pathogenèse. L’étude de la diversité spécifique des souches bactériennes isolées dans un contexte de mortalité estivale sur une large échelle de temps et d’espace a permis de montrer la prédominance épidémiologique du groupe V. splendidus et de l’espèce V. aestuarianus associée aux épisodes de mortalité estivale de C. gigas en France. Une corrélation ayant été observée entre pouvoir pathogène et activité métalloprotéasique, un test phénotypique prédictif de la virulence des souches a été proposé. L’exploration du phénomène de synergie dans la pathogénicité des deux souches observé en co-injection expérimentale a conduit à la mise en évidence de l’existence d’un système de quorum sensing régulant aux niveaux intraspécifique (V. splendidus) et interspécifique (V. splendidus/V. aestuarianus) la production et l’expression au niveau transcriptionnel des gènes codant les métalloprotéases Vsm et Vam des deux souches étudiées. L’analyse statistique des cinétiques de mortalité obtenues chez des familles de demi-frères diploïdes et triploïdes soumises à un protocole de co-infection standardisée révèle une sensibilité accrue des huîtres à cette vibriose expérimentale, en période de gamétogenèse active. Les huîtres triploïdes soumises à cette même infection expérimentale n’ont présenté aucun avantage significatif. L’existence d’une base génétique de la sensibilité des huîtres aux vibrioses expérimentales a été illustrée par l’évaluation des sensibilités de quatorze familles de la cinquième génération (G5) issue du programme de sélection divergente réalisée dans le cadre de MOREST. Cette étude a également permis la description de co-infections à herpès virus OsHV-1 et V. aestuarianus suggérant une multi-étiologie des phénomènes de mortalité estivale. Une étude de pathogenèse à V. splendidus et V. aestuarianus réalisée par cohabitation a visé l’exploration des interactions liant l’huître creuse C. gigas et les Vibrio virulents, V. splendidus et V. aestuarianus, ou non virulents présents naturellement dans la flore endogène de l’hémolymphe ou dans l’eau des aquariums. Cette nouvelle approche a permis de mettre en évidence la rapidité de transmission des Vibrio virulents des huîtres infectées aux huîtres sentinelles en moins de deux heures, accompagnée d’une perturbation significative, précoce et transitoire de la réponse immunitaire de l’hôte au niveau transcriptionnel au cours des six premières heures de cohabitation. La prise en charge différentielle des Vibrio pathogènes et des Vibrio commensaux par l’huître suggère l’existence de mécanismes conduisant à une spécificité des réponses de l’huître visant l’élimination des Vibrio pathogènes et le maintien d’une flore vibrionacée endogène probablement bénéfique pour C. gigas. / Oyster production is the main aquaculture activity in France and is dominated by the rearing of Crassostrea gigas. In the aquatic ecosystems where the species is grown, bacteria of the genus Vibrio are found to be dominant. Two Vibrio species, V. splendidus and V. aestuarianus, are frequently associated with Crassostrea gigas summer mortality episodes. The aims of this work were to study Vibrio-oyster interactions and their modulations according to virulence mechanisms and to genetic and physiological parameters of the host. Using specific, sensitive and quantifying diagnostic tools developed in this study, as well as standardized experimental infection trials, some components of the virulence of Vibrio strains and host susceptibility were delineated and the dynamics of Vibrio infection characterized through pathogenesis studies.The study of the specific diversity of bacterial strains isolated during summer mortality events, on broad temporal and spatial scales, revealed an epidemiological association of the group V. splendidus and the species V. aestuarianus. Because a correlation has been observed between pathogenicity and metalloprotease activity, a predictive phenotypic test of virulence was developed. Exploration of the synergy phenomenon between the pathogenicity of the two strains observed in experimental co-injection led to the characterisation of a system of quorum sensing controlling the production and transcriptional expression of the gene encoding metalloprotease Vsm and Vam at the intraspecific (V. splendidus) and interspecific level (V. splendidus/V. aestuarianus).The statistical analysis of mortality kinetics in half-sib diploid and triploid families subjected to experimental vibriosis by co-infection revealed an increased susceptibility of oysters during the period of active gametogenesis. The triploid oysters subjected to this same experimental infection did not show any significant advantage. The existence of a genetic basis for oyster susceptibility to experimental vibriosis was illustrated by the evaluation of the susceptibilities of fourteen families of the fifth generation (G5) from a program of divergent selection carried out within the MOREST oyster summer mortality research project. This study also allowed the description of co-infections involving the herpes OsHV-1 virus and V. aestuarianus, suggesting multi-etiologic summer mortalities. A pathogenesis study on V. splendidus and V. aestuarianus, performed by cohabitation, was used to explore interactions between C. gigas and pathogenic Vibrio (V. splendidus and V. aestuarianus), or non pathogenic Vibrio found naturally in the endogenous flora of the oyster hemolymph or in the water of the aquaria. This new approach demonstrated a fast transmission of pathogenic Vibrio between infected oysters and sentinels, in less than two hours. Moreover, a significant early and transient disturbance of the defence response of the host was revealed at the transcriptional level during the first six hours of cohabitation. The differential loads of pathogenic and commensal Vibrio in oysters suggest the existence of discriminatory mechanisms, leading to a specificity of the response aiming to eliminate pathogenic Vibrio and maintain a potentially beneficial endogenous bacterial flora in C. gigas.

L'espèce Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera : Plutellidae) défoliatrice des choux constitue surtout un problème dans les régions tropicales et subtropicales. La lutte chimique a rapidement montré ses limites du fait de l'apparition de résistance dans les populations. Des moyens de lutte alternatifs ont été mis en place, impliquant principalement des insectes parasitoïdes, parmi lesquels Oomyzus sokolowskii (Kurdjumov) (Hymenoptera : Eulophidae) et Cotesia vestalis (Haliday) (Hymenoptera : Braconidae) qui sont les plus couramment utilisés en raison de leur spécificité envers P. xylostella. Afin de contribuer à une meilleure connaissance du contrôle de la teigne en région tropicale, nous avons étudié les relations hôteparasitoïde entre P. xylostella et O. sokolowskii d’une part, et P. xylostella et C. vestalis d’autre part, en conditions de laboratoire et sur le terrain au Sénégal et au Bénin. Au Sénégal, quatre espèces de parasitoïdes sont présentes sur les chenilles : O. sokolowskii, Apanteles litae, C. vestalis et Brachymeria citrae. Au Bénin, seule l'espèce C. vestalis est présente. Au Sénégal comme au Bénin, les facteurs climatiques contribuent au développement de la teigne et les précipitations ne régulent pas les populations du ravageur. Dans ces deux pays, la teigne n’est pas contrôlée par ses ennemis naturels. La lutte biologique par conservation y est à prendre en considération et l’utilisation de plantes compagnes cultivées en association avec le chou peut être envisagée pour réduire les populations de la teigne. Les études en laboratoire ont montré qu’Oomyzus sokolowskii est un parasitoïde larvo-nymphal performant. ConcernantC. vestalis, les femelles détectent et reconnaissent leur hôte grâce aux lipides cuticulaires émis par les chenilles. Des marqueurs moléculaires (isozymes et ISSR) ont confirmé une forte variabilité entre les populations de P. xylostella à l’échelle mondiale, les populations d’Australie et du Japon étant très différentes des autres et formant deux groupes distincts. La structuration des populations semble influencée par le type de climat : tropical et non tropical. / The diamondback moth (DBM), Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), is the most destructive pest of Brassicaceae worldwide and poses particularly acute problems in tropical areas. Chemical control is impaired by multiple-insecticide resistance in this species. Alternative methods are based on biological control by parasitoids, such as Oomyzussokolowskii (Kurdjumov) (Hymenoptera: Eulophidae) and Cotesia vestalis (Haliday) (Hymenoptera: Braconidae), which are commonly used due to their specificity towards DBM. To help to improve the biocontrol of the moth in the tropics, we studied host-parasitoid relationships between P. xylostella and these two parasitoids under both laboratory and field conditions in Senegal and Benin. In both countries, climatic conditions are favourable for the development of DBM and rainfall does not limit populations of this pest. In Senegal, four parasitoid species are present on DBM larvae: O. sokolowskii, C. vestalis, Apanteles litae, and Brachymeria citrae. In Benin, C. vestalis is largely dominant. In neither of these countries, the moth is sufficiently controlled by natural enemies. Conservation biological control might be combined with the use of companion plants in cabbage crops to reduce DBM populations. Laboratory studies have shown that O. sokolowskii is an efficient larval-pupal parasitoid. In C. vestalis, females detect and recognize their host using cuticular lipids produced by the caterpillar. Studies of molecular markers (isozymes and ISSR) have confirmed high variability among DBM populations around the world, those from Australia and Japan being distinct and very different from any other population. Population structure seems to be influenced by the type of climate (tropical vs. non-tropical).

C. trachomatis est une bactérie Gram-négative intracellulaire obligatoire et un pathogène humain. Première cause de maladie sexuellement transmissible d'origine bactérienne, elle est également responsable, dans les pays en développement, d'infections oculaires pouvant conduire à la cécité (trachome). Son cycle de développement bi-phasique a lieu au sein d'un compartiment appelé inclusion. Grâce à un système de sécrétion de type 3 (SST3), Chlamydia sécrète des protéines dans le cytosol de la cellule afin de promouvoir sa survie et sa multiplication. Ces protéines sont désignées sous le terme d'effecteurs. / C. trachomatis is an obligate intracellular Gram-negative bacteria and a human pathogen. It is the most prevalent cause of sexually transmitted diseases of bacterial origin and a leading cause of preventable blindness in the developing world. During their biphasic developmental cycle the bacteria remains in a membrane-bounded cellular compartment called an inclusion. Using a type 3 secretion system (T3SS) they translocate effector proteins inside the cytosol of the cell to promote its survival and multiplication.The aim of the PhD was to study the function of CT622, a hypothetic protein from C. trachomatis. We showed that CT622 is an effector protein from the T3SS and that it is secreted early during the infection. We identified a bacterial protein that binds to CT622, and we showed that it acts as a chaperone, stabilizing CT622 and enhancing its secretion. We obtained bacteria lacking CT622 expression, thus demonstrating that CT622 is not essential for bacterial growth in vitro. However, preliminary studies indicate that in the absence of CT622 bacterial development is delayed and T3SS is defective.We identified several molecules interacting with CT622: geranylgeranyl diphosphate, Rab39 and Atg16L1 proteins. Future work will aim at understanding how these identified interactions, or other bacterial or cellular partners still to be discovered, contribute to the establishment of a niche favorable to bacterial development.

Ixodes ricinus est l’espèce de tique la plus abondante et ayant la plus vaste répartition géographique en Europe. Elle est le vecteur de nombreux agents pathogènes d’importance en santé publique et vétérinaire. Le remplacement des acaricides générant pollution environnementale et apparition croissante de résistances requiert le développement urgent de nouvelles stratégies de lutte efficaces contre les tiques et les agents pathogènes qu’elles transmettent. La découverte de telles stratégies passe nécessairement par une meilleure connaissance des interactions entre les tiques, leurs hôtes et les agents pathogènes transmis. La salive de tique, à l’interface de ces interactions, est un fluide essentiel pour ces arthropodes et possède notamment des propriétés protéolytiques, anticoagulantes, immunomodulatrices, analgésique, et anti-inflammatoires qui permettent à la tique de réaliser ses repas sanguins extrêmement longs. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la transmission des agents pathogènes et pour identifier de possibles candidats vaccinaux contre I. ricinus, une étude transcriptomique comparative entre des glandes salivaires infectées et non infectées par la bactérie Bartonella henselae a été antérieurement réalisée. Le transcrit le plus surexprimé suite à cette infection était IrSPI, un inhibiteur de sérine protéase de la famille des Kunitz. Les analyses fonctionnelles par ARN interférence ont montré l’implication de ce gène dans le gorgement et de l’infection des glandes salivaires par B. henselae. Ainsi, les travaux de thèse présentés ici ont concerné l’analyse structurelle, biochimique et fonctionnelle de IrSPI en tant que molécule impliquée dans les interactions tick-hôte-pathogène. Le premier objectif était de définir la structure et la séquence du gène IrSPI mais, malheureusement, bien que nos résultats aient permit des avancés sur cette question, nous n'avons pu obtenir la totalité de sa séquence. Dans un second temps, la dynamique d’expression d’IrSPI a été évaluée au cours du gorgement et de l’infection des tiques par différents agents pathogènes, montrant que son expression est induite par le repas sanguin, par des agents transmis par la tique mais pas par Escherichia coli, bactérie non transmise. De plus, nos résultats ont montré l’expression de IrSPI dans plusieurs organes de la tique, suggérant son implication dans diverses fonctions au sein de ce vecteur. Parmi elles, la mise en évidence d'une injection, par la salive, de la protéine à l'hôte vertébré nous a permis d'envisager un rôle sur les réponses de l'hôte à la piqûre de tique. Nos résultats n’ont montré aucune implication dans la voie extrinsèque de la coagulation ni dans la fibrinolyse, ni dans l’angiogenèse. En revanche, ils ont démontré que IrSPI inhibe la prolifération des lymphocytes TCD4+ sous stimulation monogénique quand chez des lymphocytes B non stimulés IRSPI, il induit une hausse de la prolifération. De plus IrSPI a montré une action négative significative sur la production de la majorité des cytokines et chimiokines pro-inflammatoires produites par les macrophages et les splénocytes. Ainsi, IrSPI, correspond à un des composants salivaires d’I. ricinus lui permettant de moduler la réponse immune de l’hôte pour lui permettre de prélever son repas sanguin tout en favorisant la transmission des agents pathogènes. Enfin, des résultats préliminaires dans l'identification des interactants de IrSPI à la fois chez la tique et l’hôte vertébré ouvre de nombreuses voies de recherche quant à la compréhension de ses fonctions. / Ixodes ricinus tick species, the most abundant and widespread tick in Europe, is an important vector of pathogens affecting both animal and human health. To replace the use of acaricides that generate environmental contamination and resistances, new environmentally sustainable approaches providing broad protection against ticks and tick-borne pathogens (TBP) are urgently needed. Such development requires improved understanding of the biology of ticks and more particularly of their interactions with vertebrate hosts and TBP. Tick saliva is an essential biofluid for ticks, as its proteolytic, anticoagulant, immunomodulatory, analgesic and anti-inflammatory activities allow ticks to acquire their blood meal under optimal conditions. Moreover, injection of saliva during blood feeding represents the principal route by which TBP are transmitted to the host. To understand the molecular mechanisms involved in TBP transmission, as well as to identify putative vaccine candidates against I. ricinus, salivary glands from bacteria infected and uninfected ticks were previously compared by high throughput transcriptomics. The most up-regulated transcript following infection was IrSPI, which belongs to the Kunitz/BPTI inhibitor family. Functional analyses via RNAi knockdown experiments revealed that IrSPI enhances both blood feeding and bacterial burden in the salivary glands. This present PhD work concerns then the structural, biochemical and functional characterization of IrSPI as a molecule involved in tick-host-pathogen interactions. Our aim was first to define the structure of IrSPI gene but, unfortunately, while our results have led to progress on this issue, we have not been able to get the full sequence. Then, the dynamic of IrSPI expression was evaluated during both tick feeding and colonization of ticks by pathogens, showing that its expression is induced by blood feeding and TBP but not by Escherichia coli that is not transmitted by I. ricinus. In addition, our results shown the expression of IrSPI in several tick organs, suggesting its implication in several functions in tick physiology. Among them, the discovery of the injection of IrSPI, through the saliva, to the vertebrate host allowed us to consider a role in host responses to tick bite. Evaluation of IrSPI effect on host showed no impact on coagulation through extrinsic pathway, as determined by analysis of thrombin generation time and by fibrinolysis, or in angiogenesis. However, it inhibited the proliferation of mitogen-stimulated CD4+ lymphocytes and increased unstimulated-B cell proliferation. In addition, IrSPI also modulated cytokine production from macrophages and splenocytes, repressing significantly most of proinflammatory cytokines and chemokines. Thus, we demonstrated that IrSPI plays a role in modulating the host immune response during blood feeding. Finally, preliminary results in the identification of the protein’s interactants open many research perspectives for understanding how IrSPI acts in tick physiology and counteracts host responses to tick injury and pathogen transmission.

Le virus de la grippe est un virus à ARN négatif de la famille des Orthomyxoviridae et représente l'un des rares virus à ARN à se répliquer dans le noyau. Les particules ribonucléoprotéiques (RNP) contiennent l'ARN viral protégé par les nucléoprotéines (NP) et associé à l'ARN polymérase virale (sous-unités PB1, PB2 et PA). Nous avons étudié, par des techniques de biochimie et de biophysique, l'interaction de la nucléoprotéine non seulement avec l'ARN viral mais aussi avec son transporteur nucléaire humain, l'importine alpha 5. D'autre part, nous avons résolu la structure cristallographique d'un domaine de la polymérase (PB2) en complexe avec l'importine alpha 5. L'ensemble des résultats obtenus nous permet de mieux comprendre les interactions mises en jeu entre protéines virales et protéines de l'hôte et ainsi de comprendre pourquoi certains acides aminés présents dans le virus aviaire augmentent la virulence de la grippe chez l'humain.

La dynamique co-évolutive, présente dans les interactions durables hôte invertébré / parasite, conduit dans certains cas à un polymorphisme de compatibilité dont les bases moléculaires ne sont pas connues. Afin d'identifier les déterminants moléculaires de ce polymorphisme de compatibilité dans le modèle Schistosoma mansoni / Biomphalaria glabrata, nous avons développé une approche protéomique comparative des stades larvaires qui interagissent avec l'hôte invertébré. Ainsi, la comparaison, qualitative et quantitative, des protéomes des souches de parasites compatible et incompatible, nous a permis d'identifier une nouvelle famille d'antigènes chez S. mansoni. Les protéines de cette famille partagent les caractéristiques moléculaires des mucines. Elles possèdent un domaine contenant un nombre variable d'unités répétées en tandem (VNTR). Elles sont (i) exprimées spécifiquement dans les stades larvaires interagissant avec le mollusque, (ii) localisées dans la glande apicale des stades miracidia et sporocystes et (iii) sécrétées et relarguées avec les produits d'excrétion-sécrétion. Nous avons également montré que ces protéines de type mucine présentent un haut degré de polymorphisme et que des différences importantes existent entre les deux souches de S. mansoni. Ces différentes caractéristiques nous ont conduit à nommer les protéines de cette famille « S. mansoni Polymorphic Mucin », SmPoMuc. Nous avons ensuite montré que les SmPoMuc sont codées par une famille multigénique qui évolue selon le modèle de "birth and death". Les gènes codant les SmPoMuc sont transcrits indépendamment, et pour chaque gène, différents transcrits peuvent être obtenus par épissage. De plus, nos résultats suggèrent que ce polymorphisme pourrait avoir des conséquences sur le statut de glycosylation des SmPoMuc. Nos résultats supportent l'idée que S. mansoni a développé au cours de l'évolution des mécanismes complexes permettant de générer un haut niveau de polymorphisme des SmPoMuc. Par ailleurs, le fait que ce « chaos contrôlé » soit généré à partir d'un nombre limité de gènes est unique par rapport à ce qui a été décrit pour des variants polymorphes exprimés par d'autres parasites

Wolbachia est une bactérie Gram(-) intracellulaire modifiant la reproduction de nombreux arthropodes. Chez l'isopode Armadillidium vulgare, la souche wVulC entraîne la féminisation des mâles. Nous avons caractérisé deux opérons vir s'exprimant dans tous les tissus hôtes et codant un système de sécrétion de type IV (T4SS) pouvant permettre d'exporter des effecteurs bactériens vers le cytoplasme de l'hôte. La comparaison des séquences et de l'organisation des gènes de 37 souches de Wolbachia a révélé la forte conservation des deux opérons vir suggérant l'importance du T4SS dans la biologie de la bactérie. Nous avons également identifié, dans le génome en cours de séquençage de wVulC, 66 gènes codant des protéines à domaines ankyrines. Ces motifs forment des sites d'interactions protéine-protéine chez les eucaryotes et sont supposés être impliqués chez Wolbachia dans l'interaction avec des protéines de l'hôte. Nous avons montré qu'une des trois copies du gène pk2 de wVulC, n'est exprimée que chez des souches féminisantes mais chez aucune des 3 souches induisant l'incompatibilité cytoplasmique chez les isopodes terrestres. Ce produit du gène pk2 pourrait être impliqué dans la féminisation de l'hôte. Toutefois, nous avons réalisé des tests d'interaction par double-hybride en levures et par la méthode CRAfT (Cre-recombinase Reporter Assay for Translocation) entre les protéines du T4SS et cinq protéines à domaines ankyrines dont Pk2 afin de savoir si ces dernières étaient sécrétées par ce système. Les résultats montrent qu'aucun des cinq produits de gènes ank testés n'est sécrété par la bactérie mais se révèlent encourageants pour identifier les effecteurs de Wolbachia.