Une analyse microbiologique détaillée a été réalisée sur 111 échantillons provenant de lait cru de vache de fromageries artisanales du Québec. Parmi les analyses effectuées, on note le compte des bactéries mésophiles, des bactéries psychrophiles, des coliformes, de Staphylococcus aureus et une analyse détaillée des levures et moisissures (L&M). Les échantillons provenaient de 13 fromageries et ont été récoltés pendant sept mois, entre février et octobre 2009. Un effet de terroir, de race, de production biologique et de lieu géographique a aussi été mesuré. Au total, 505 isolats de L&M ont été prélevés du lait cru ainsi que 103 isolats de L&M ont été prélevés de fromages en cours d'affinage. Après analyse, 82 espèces de L&M ont été identifiées. Pour quatre fromageries, une analyse plus détaillée a été réalisée au niveau des L&M. Chacune des quatre fromageries a montré un profil de L&M unique, tant au niveau quantitatif qu'au niveau des espèces dominantes. Une analyse génétique a été réalisée sur 13 isolats appartenant à l'espèce Issatchenkia orientalis et provenant d'échantillons de laits crus ou de fromages. Les isolats ont été différenciés à l'aide du «Multilocus sequence typing» (MLST). Une persistance des souches dans le temps a pu être observée pour une même fromagerie, tandis qu'il y avait une diversité observable parmi les six fromageries analysées. Finalement, différentes capacités technologiques ont été mesurées sur six isolats appartenant à l'espèce Galactomyces geotrichum et comparées à une souche industrielle de la même espèce. La vitesse de croissance, la tolérance au sel, la protéolyse, la lipolyse et l'utilisation du lactate ont été mesurés afin de déterminer si les souches isolées du lait de terroir ont un potentiel d'application industrielle.

La Maladie Hollandaise de l'Orme (MHO) est causée par des champignons du genre Ophiostoma. Ceux-ci sont responsables de la mort de plusieurs centaines de milliers d'ormes adultes en Europe ainsi qu'en Amérique du Nord, modifiant de manière drastiques les paysages forestiers et urbains. L'étude de la MHO a permis de caractériser deux espèces différentes, O. ulmi et O. novo-ulmi, qui présentent des phénotypes différents en terne de virulence et de croissance. L'analyse de données de séquençage à haut débit (génomique) associée à l'utilisation de données phénotypiques s'est répandue ces dernières décennies dans le domaine de la phytopathologie et permet de comprendre plus en détails la structure des populations ainsi que les gènes et mécanismes impliqués dans l'adaptation chez les champignons pathogènes. Dans le premier chapitre, nous comparons les caractéristiques évolutives des champignons phytopathogènes des cultures et des forêts. Nous contrastons l'impact des différents degrés de domestication et de gestion des milieux agricoles et forestiers sur ces populations de pathogènes. Les milieux agricoles et les forêts présentent des caractéristiques très différentes, comme le temps de génération ou le niveau de domestication. Cependant, nous trouvons que les mécanismes modelant les populations de pathogènes restent similaires, comme l'hybridation, les sauts d'hôtes, la sélection, la spécialisation et l'expansion clonale. Dans un second temps nous faisons un bilan des méthodes et techniques disponibles pour la gestion et l'amélioration des plantes de ces systèmes afin de prévenir ou lutter contre de futures épidémies. Dans le second chapitre, nous avons utilisé des données de génomiques pour examiner la structure génétique des populations des champignons responsables de la Maladie Hollandaise de l'Orme (MHO) Ophiostoma ulmi et Ophiostoma novo-ulmi. Nous quantifions et caractérisons la diversité génétique au sein des quatre lignées génétiques, ainsi que la divergence et la phylogénie entre chaque taxon. Nous décrivons le rôle de l'hybridation et de l'introgression dans l'histoire évolutive de ces pathogènes comme étant le mécanisme principal générant de la diversité génétique. La production de données phénotypiques nous permet également de caractériser l'impact de l'introgression sur l'adaptation de ces espèces. Dans le troisième chapitre, nous avons utilisé une approche « GWAS » (Genome Wide Analysis Study) pour révéler les marqueurs impliqués dans l'adaptation à la température et à un composé de défense de l'hôte chez O. ulmi et O. novo-ulmi. Nous trouvons d'importants gènes et familles de gènes associés avec les phénotypes de croissance et de virulence comme des transporteurs, des cytochromes, des protéines de choc thermique ou des protéines impliquées dans le système d'incompatibilité végétative qui pourraient jouer un rôle dans la protection contre les virus. / Dutch Elm Disease (DED) is a highly destructive tree disease caused by fungi from the Ophiostoma genus. These fungi are responsible for the deaths of hundreds of thousands of mature elm trees both in Europe and in North America. Studies on DED allowed the characterization of two disctinct species, O. ulmi and O. novo-ulmi, that exhibit different virulence and growth phenotypes. Global pathogen genomics data including population genomics and high-quality reference assemblies are crucial for understanding the evolution and adaptation of pathogens. In a first chapter, we review crops and forest pathosystems with remarkably different characteristics, such as generation time and the level of domestication. They also have different management systems for disease control which is more intensive in crops than forest trees. By comparing and contrasting results from pathogen population genomic studies done on widely different agricultural and forest production systems, we can improve our understanding of pathogen evolution and adaptation to different selective pressures. We find that despite these differences, similar processes such as hybridization, host jumps, selection, specialization, and clonal expansion are shaping the pathogen populations in both crops and forest trees. We propose some solutions to reduce these impacts and to lower the probability of global pathogen outbreaks so that we can envision better management strategies to sustain global food production as well as ecosystem services. In a second chapter, we investigate how hybridization and the resulting introgression can drive the success of DED fungi via the rapid acquisition of adaptive traits. Using whole-genome sequences and growth phenotyping of a worldwide collection of isolates, we show that introgression has been the main driver of genomic diversity and that it impacted fitness-related traits. Introgressions contain genes involved in host-pathogen interactions and reproduction. Introgressed isolates have enhanced growth rate at high temperature and produce different necrosis sizes on an in vivo model for pathogenicity. In addition, lineages diverge in many pathogenicity-associated genes and exhibit differential mycelial growth in the presence of a proxy of a host defence compound, implying an important role of host trees in the molecular and functional differentiation of these pathogens. In the third chapter, we performed the identification of O. ulmi and O. novo-ulmi genes potentially associated with virulence and growth using Genome-Wide Association (GWA) analysis. We measured necrosis size induced on apples as a proxy for fungal virulence and measured growth rates at three different temperatures and two different media. We found several candidate genes for virulence, such as a CFEM domain containing protein and a HC-toxin efflux carrier. For growth, we identify several important gene families such as ABC and MFS transporters, cytochromes, transcription factors and proteins from the vegetative incompatibility complex.

L'eau est un vecteur important pour la transmission de maladies infectieuses. Les méthodes classiques utilisées pour évaluer la qualité microbiologique de l'eau sont cependant inaptes à garantir l'absence de tous les microorganismes pathogènes. Le développement de nouvelles méthodes moléculaires permettant la détection rapide, sensible, spécifique et abordable de ces microorganismes pourrait diminuer le nombre de cas d'infections reliées à la consommation d'eau potable. Ce mémoire décrit la démarche empruntée pour adapter, utiliser et comparer des méthodes microbiologiques classiques à bord du laboratoire mobile Atlantis (LMA) lors d'une campagne de surveillance de la qualité l'eau en région éloignée. Nous élaborons ensuite sur le processus permettant le transfert technologique de deux méthodes moléculaires ciblant deux indicateurs de contamination fécale, Escherichia coli et les entérocoques. Les résultats de ces recherches permettent de conclure que le LMA pourra jouer un rôle prometteur pour la surveillance des maladies infectieuses d'origine hydrique.

Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence d’expression entre les deux souches. / For many years, there has been an emergence of new multi-drug resistant Salmonella enterica serovar Typhimurium strains responsible for high mortality rates in regards to swine infections. This represents a major problem for the swine industry and also for public health. The objective of this project was to characterize an isolate capable of creating swine septicemic illness and another which is naturally present in this host’s intestinal tract. The study conducted here includes observations of bacteria-epithelial cell interactions, bacteria-macrophage interactions and identification of genes expressed during different epithelial cell infections. Bacterial adherence and invasion of cells were observed after epithelial cell infection. This type of assay underlines the ability of the isolates to colonize the intestinal tract. The commensal strain has a better adherence then the other. Macrophage infections allowed characterization of bacterial phagocytosis and intracellular survival. Survival within macrophages reflects the capacity of the bacterial isolates to infect and survive in the host. There’s no difference between the two strains with the condition we test. A technique termed SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) was used to capture unique transcripts from the isolate which caused illness during swine infection. SCOTS was also used to find unique genes expressed by the commensal isolate. The captured fragments were cloned, their strain specificity was analyzed by dot blot and the genes transcribed were identified by direct sequencing followed by bioinformatic analysis. SCOTS carried out with the septicemic and the commensal isolates was done. During the SCOTS conducted with the strain isolated from a sick swine or with the isolate from healthy swine, common Salmonella genes were found. Thus, even though these two isolates cause different pathologies, virulence of the strains does not rely on the acquisition of new genes, but perhaps on differential gene expression among both.

Les nitrates, largement dérivés des activités anthropiques posent un réel problème pour la santé et l'environnement lorsqu'ils se retrouvent dans le milieu naturel, en particulier lorsque la ressource est destinée à la production d'eau potable. Déterminer l'origine de ces nitrates est alors une première étape indispensable pour assurer ensuite une meilleure gestion de ces ressources en eau. C'est dans ce but, qu'une approche multi-traceurs originale a été développée sur la source karstique du Marseillon, située dans le Sud-Ouest de la France et exploitée pour l'eau potable. Une stratégie d'échantillonnage a été menée entre octobre 2010 et janvier 2013 à différentes échelles spatiales (du régional à l'étude du forage) et temporelles (du suivi mensuel au suivi horaire). Les outils hydrodynamiques et géochimiques ont mis en évidence une contribution importante d'une eau pauvre en nitrate à l'alimentation de la source. Les outils isotopiques (?15N-NO3, ?18O-NO3 et ?11B) et microbiologiques ont permis d'identifier une connexion hydraulique entre les eaux de surface et la source du Marseillon, favorisée pendant les épisodes de crues de surface. Les outils de datation ont permis d'estimer une contribution d'environ 80% d'une eau de 1980 et de 20 % d'une eau rechargée au cours de l'année de la mesure (2011) caractérisée par des nitrates d'origine organique et des contaminations fécales humaines et animales. Les résultats obtenus ainsi que la démarche développée dans cette thèse ont permis de dresser les grandes lignes d'un guide méthodologique, accessible aux plus grand nombre d'acteurs de l'eau, pour la détermination de l'origine des nitrates dans les eaux souterraines. / Nitrate is widely derived from anthropogenic activities. When it reaches groundwater bodies, it becomes an environmental issue especially when the resource is used for drinking water supply. The determination of nitrate sources is thus the first step in water restoration and preservation management. An innovative multi-indicators approach has been used in Marseillon karstic spring (Southwest of France) which is considered as a strategic resource for drinking water supply. A spatial and temporal multi-scale sampling plan has been carried out in surface waters and groundwater. Hydrodynamic and geochemical tools helped to highlight an important contribution of deep water origin (i.e.: low nitrate concentration) in spring alimentation. Isotopic (?15N-NO3, ?18O-NO3 and ?11B) and microbiological tools have allowed identifying a hydraulic connection between surface water and the spring. This connection seems to be more important during the river?s flood events. Water dating shows a heterogeneous recharge of Marseillon spring with old water (<1940) mixed with current water characterized by nitrate derived from organic sources and fecal contamination originated from both human and animal wastes. This original multi-tracers approach developed in this thesis improves the knowledge on the nitrate origin determination and can be seen as a methodological guide for drinking water management.

Les Brucella sont des bactéries intracellulaires responsables de la brucellose, une zoonose mondiale qui cause des avortements chez les animaux, entrainant d'énormes pertes économiques dans les élevages, et des problèmes de santé de longue durée chez l'Homme. Contrairement aux animaux, il existait jusqu’à présent peu de preuves que les infections à Brucella pouvaient causer des complications obstétriques chez la femme. Des récentes études épidémiologiques ont cependant démontré une augmentation significative des risques de complications (fausses couches, mort in utéro, accouchement prématuré) chez les femmes enceintes infectées par Brucella. De plus, il a été montré que plusieurs espèces zoonotiques de Brucella sont capables d’infecter des cytotrophoblastes (CTB) et des trophoblastes extravilleux (EVT) humains, deux types de cellules ayant des fonctions immunitaires et hormonales essentielles pendant le développement du placenta. Dans ce travail, nous avons étudié les conséquences de l’infection des trophoblastes humains par Brucella, du côté du pathogène mais aussi du côté de l’hôte. Nous avons évalué le comportement intracellulaire de différentes souches de Brucella, représentant différentes espèces, hôtes ou symptômes associés. Nous n'avons trouvé aucune corrélation entre la capacité de réplication dans les trophoblastes et l’association des souches avec des complications obstétricales chez leur hôte respectif. Nous nous sommes également intéressé à des souches récemment isolées chez des babouins, après une infection placentaire ayant causé la mort in utéro de leur fœtus. Nous avons montré que ces souches sont capables d’infecter les trophoblastes humains et affectent certaines de leurs propriétés qui sont essentielles lors du développement placentaire. Nous avons également commencé à caractériser des structures intracellulaires atypiques dans lesquelles Brucella semble pouvoir survivre dans certains trophoblastes. Du côté hôte, nous avons analysé le rôle de la protéine eucaryote CD98hc dans l'infection les trophoblastes. Nous avons montré que CD98hc est importante pour l'infection des trophoblastes humains par Brucella, comme cela avait été montré précédemment dans d'autres types cellulaires, et que l’infection modifie le niveau de cette protéine dans les trophoblastes. L'infection des trophoblastes humains par Brucella pourrait donc altérer leurs fonctions au cours du développement placentaire, entraînant ainsi des complications pendant la grossesse.Les résultats obtenus dans ce travail contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes pouvant causer des complications obstétricales chez la femme enceinte infectée par brucella et fournissent des informations importantes pour la prise en charge clinique de la brucellose pendant la grossesse. / Brucella are intracellular bacteria responsible for brucellosis, a worldwide zoonotic disease associated with infectious abortions in animals, which causes huge economical losses in the livestock industry and long lasting health problems in humans. In contrast to animals, evidence of Brucella infections cause obstetric complications in humans is scarce. However, epidemiological studies have shown significant increases in the risk of adverse pregnancy outcomes (miscarriage, stillbirth, preterm delivery) in pregnant women infected with Brucella. Moreover, several zoonotic Brucella species were shown to infect efficiently human cytotrophoblasts (CTB) and extravillous trophoblasts (EVT), two types of cells with essential immune and hormonal functions during placental development. In the present study, we studied the effect of Brucella infection in human trophoblasts, from both the bacterial and the host sides. We evaluated the intracellular behavior of different Brucella strains, representing different species, hosts or associated symptoms. We found no correlation between the bacterial replication rate in trophoblasts and whether the strains were associated with pregnancy complications in their respective host. Importantly, we show that strains isolated from female baboons after stillbirth can infect human trophoblasts and affect some of their properties that are essential during placental development. We also started the characterization of atypical intracellular structures in which Brucella seem to be able to survive in certain types of trophoblasts. From the host side, we analyzed the role of the eukaryotic protein CD98hc in trophoblast infection. We found that CD98hc is important for infection of trophoblasts by Brucella, as shown previously in other cell types, and that infection affects the level of the protein in trophoblasts. Infection of human trophoblasts by Brucella could thus affect their function during placental development, leading to complications in pregnancy.The results obtained in this work contribute to a better understanding of the mechanisms that could lead to obstetric complications in Brucella infected pregnant women and provide important information for the clinical management of brucellosis during pregnancy.

Le champignon filamenteux Aspergillus fumigatus et la bactérie Chlamydophila psittaci sont deux agents pathogènes majeurs chez les oiseaux d'élevage. Bien que phylogénétiquement très distants, ces deux micro-organismes partagent un même mode de transmission par voie aérienne. La mortalité et la morbidité associées aux aspergilloses ou aux chlamydioses ont un impact économique qui n'est pas négligeable, en particulier dans les élevages de dindes. En France, les investigations autour de cas humains de chlamydiose identifient fréquemment un lien avec des élevages de canards, chez lesquels l'infection par C. psittaci s'apparente à un portage intestinal asymptomatique. Pour analyser la circulation des agents pathogènes dans les élevages avicoles, nous avons tout d'abord étudié la diversité génétique d' Aspergillus fumigatus et de Chlamydophila psittaci. Pour cela, deux nouvelles méthodes de typage moléculaire MLVA (Multiple Locus VNTR Analysis) ont été mises au point. Ces méthodes se sont révélées très discriminantes, rapides et faciles à mettre en œuvre. Dans le cas d' A. fumigatus, la méthode MLVA a permis de regrouper les génotypes en fonction de leur origine géographique. Elle a également permis d'analyser les modes de contamination d'un couvoir de dindes. Dans un second temps, nous avons analysé le pouvoir pathogène de ces deux microorganismes chez les oiseaux. Pour cela, deux modèles d'infections expérimentales ont été développés. Le premier modèle a permis de reproduire une aspergillose chez des poussins de 1 jour après inhalation d'un aérosol contenant des conidies d'A. fumigatus. Lors de la mise au point du modèle, l'impact de l'immunodépression et de la lignée de poulet a été évalué. Pour C. psittaci, un modèle reproduisant un portage intestinal de la bactérie chez des canetons mulards de 1 jour a été obtenu.

Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence d’expression entre les deux souches. / For many years, there has been an emergence of new multi-drug resistant Salmonella enterica serovar Typhimurium strains responsible for high mortality rates in regards to swine infections. This represents a major problem for the swine industry and also for public health. The objective of this project was to characterize an isolate capable of creating swine septicemic illness and another which is naturally present in this host’s intestinal tract. The study conducted here includes observations of bacteria-epithelial cell interactions, bacteria-macrophage interactions and identification of genes expressed during different epithelial cell infections. Bacterial adherence and invasion of cells were observed after epithelial cell infection. This type of assay underlines the ability of the isolates to colonize the intestinal tract. The commensal strain has a better adherence then the other. Macrophage infections allowed characterization of bacterial phagocytosis and intracellular survival. Survival within macrophages reflects the capacity of the bacterial isolates to infect and survive in the host. There’s no difference between the two strains with the condition we test. A technique termed SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) was used to capture unique transcripts from the isolate which caused illness during swine infection. SCOTS was also used to find unique genes expressed by the commensal isolate. The captured fragments were cloned, their strain specificity was analyzed by dot blot and the genes transcribed were identified by direct sequencing followed by bioinformatic analysis. SCOTS carried out with the septicemic and the commensal isolates was done. During the SCOTS conducted with the strain isolated from a sick swine or with the isolate from healthy swine, common Salmonella genes were found. Thus, even though these two isolates cause different pathologies, virulence of the strains does not rely on the acquisition of new genes, but perhaps on differential gene expression among both.

Thesis (doctoral)--Katholieke Universiteit te Nijmegen, 1988. / Text in English with a summary in Dutch. "Een wetenschappelijke proeve op het gebied van geneeskunde en tandheelkunde." Includes bibliographical references.

Thesis (doctoral)--Katholieke Universiteit te Nijmegen, 1988. / Text in English with a summary in Dutch. "Een wetenschappelijke proeve op het gebied van geneeskunde en tandheelkunde." Includes bibliographical references.