Dans un contexte de réduction de la pression phytosanitaire sur les cultures il est importantde recourir à des méthodes permettant de réduire l’usage des pesticides pour lutter contreles ravageurs. Un des moyens consiste à réguler les ravageurs par leurs ennemis naturels(Lutte biologique par conservation). Le carpocapse du pommier, Cydia pomonella, est unravageur majeur des vergers de pommiers au Sud Est de la France. L’objectif de cette thèseétait de définir les déterminants du parasitisme larvaire de ce ravageur. Nous avonscaractérisé la composition de la communauté des parasitoïdes sur les larves diapausantes etde saison du carpocapse. Cette communauté est majoritairement représentée par troisespèces d’hyménoptères : Ascogaster quadridentata, Pristomerus vulnerator (parasitoïdesprimaires) et Perilampus trisits (parasitoïde secondaire d’A. quadridentata et de P.vulnerator) dans les zones étudiées. Nous avons déterminé les caractéristiques des pratiquesagricoles et des éléments semi-naturels au niveau du verger et du paysage qui affectent letaux de parasitisme et la composition de la communauté de parasitoïdes pour des larvesdiapausantes du carpocapse. Les haies brise-vent et les haies composites autour du vergersemblent jouer sur la composition de la communauté en favorisant par leur présence lesparasitoïdes primaires A. quadridentata et P. vulnerator par rapport au parasitoïdesecondaire P. tristis. La protection phytosanitaire au niveau du verger et du paysageenvironnant a un effet sur le taux de parasitisme. Le taux de parasitisme est plus élevé dansles vergers en agriculture biologique que dans les vergers conventionnels ainsi que dans lesvergers entourés d’une faible proportion de vergers conventionnels dans un voisinage de250 m. Nous avons étudié les dynamiques temporelles de la communauté des parasitoïdesdu carpocapse. Le taux de parasitisme a globalement augmenté au cours de la saison dedéveloppement du carpocapse et il est plus élevé lorsque l’on piège de jeunes larves dans lesfruits que des larves âgées dans les bandes cartonnées enroulées autour des troncs. Lacomposition de la communauté varie au cours du temps. La proportion relative duparasitoïde secondaire P. tristis augmente au cours de la saison en parallèle d’unediminution de la proportion relative d’A. quadridentata. Les émergences des adultes A.quadridentata sont de plus synchronisées avec celles des adultes carpocapses. Enfin, nousavons développé et testé une méthode de PCR-RFLP et des marqueurs ADN spécifiques pourdétecter et identifier les parasitoïdes du carpocapse. La PCR-RFLP permet d’identifier lesparasitoïdes adultes et leurs hôtes. Les marqueurs spécifiques permettent, en outre, ladétection de parasitoïdes dans les oeufs et les jeunes larves de carpocapse. Ces approchesmoléculaires ont également permis d’évaluer le parasitisme dans des populations naturellesde carpocapse et d’estimer les interactions trophiques au sein de la communauté desparasitoïdes / In the context of a more environment-friendly agriculture, it is important to design methodsthat enable us to reduce the use of pesticides to fight pests. One possible way consists inincreasing pest regulation by their natural enemies (Conservation biological control). Thecodling moth, Cydia pomonella, is a major insect pest of apple orchards in SoutheasternFrance. The aim of this thesis was to identify determinants of the larval parasitism of thispest. We characterized the composition of the parasitoid community on diapausing and nondiapausing codling moth larvae. This community is mainly represented by threeHymenoptera species: Ascogaster quadridentata, Pristomerus vulnerator (two primaryparasitoids) and Perilampus trisits (a secondary parasitoid of A. quadridentata and P.vulnerator) in the study sites. We determined the characteristics of agricultural practices andsemi- natural habitats at the orchard and landscape level that affect the parasitism rate andthe composition of the parasitoid community of diapausing codling moth larvae. Thewindbreak and spontaneous hedgerows around the orchard seemed to impact theparasitoid community composition by promoting, when present, the primary parasitoids A.quadridentata and P. vulnerator versus the secondary parasitoid P. tristis. Crop protectionpractices at the orchard and surrounding landscape levels affected the parasitism rate.Parasitism rate was higher in organic orchards than in conventional orchards as well as inorchards surrounded by a low proportion of conventional orchards in a 250 m vicinity. Wefurther studied the within-season temporal dynamics of the codling moth parasitoidcommunity. The parasitism rates globally increased along the season among cohorts ofmature codling moth larvae and were higher in young larvae trapped in fruits than in maturelarvae trapped in band traps around the tree trunks. The community composition variedalong the season. The relative proportion of the secondary parasitoid P. tristis increasedamong the codling moth cohorts whereas the proportion of A. quadridentata decreased.Furthermore, the emergences of adult A. quadridentata were synchronized with theemergences of the adult codling moths. Finally, we developed and tested a PCR -RFLPmethod and specific DNA markers to detect and identify parasitoids of the codling moth. ThePCR -RFLP method was powerful to identify adult parasitoids and their hosts. Specificprimers allowed detection of parasitoids in the eggs and young larvae of codling moth. TheseDNA-based techniques allowed molecular evaluation of parasitism in C. pomonella naturalpopulation and reconstructing quantitative food web of the parasitoid community.

Das Afrikanische Schweinepest-Virus (ASPV) verursacht eine tödliche Viruserkrankung bei Schweinen. Dieses hat sich weltweit fortlaufend verbreitet und wurde im September 2020 erstmalig in Deutschland nachgewiesen. Der Ausbruch der Seuche kann schwere wirtschaftliche Verluste nach sich ziehen. Bis heute ist kein Impfstoff zugelassen, daher sind Überwachung der epidemiologischen Situation und der frühzeitige Erregernachweis unerlässlich für die Bekämpfung der Afrikanischen Schweinepest als Tierseuche. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) gilt als Goldstandard für den Nachweis von ASPV und zeichnet sich durch eine hohe Sensitivität und Spezifität aus. Allerdings erfordert die PCR gut ausgestattete Testlabore und ist zeitintensiv. Point-of-Need-Tests können schnelle und zuverlässige direkt vor Ort liefern und stellen somit eine Alternative zum Goldstandard PCR dar. Ziel dieser Studie war es, einen Point-of-Need-Test zum Nachweis von ASPV zu entwickeln. Dieser beruht auf der Grundlage der Rekombinase-Polymerase-Amplifikation (RPA) und sollte vor Ort einsatzfähig sein. Es wurden drei Primersätze und eine Sonde auf der Grundlage des B646L-Gens, welches für das virale Kapsidprotein p72 vom ASP-Virus kodiert, entwickelt. Alle möglichen Kombinationen wurden getestet. Die analytische Sensitivität wurde mit acht Wiederholungen von Verdünnungsreihen des molekularen Standards (102-100 DNA-Kopien pro µl) ermittelt. Die Nachweisgrenze wurde anhand einer Probit-Analyse dieser Durchläufe berechnet. Die Spezifität wurde mit verschiedenen viralen Nukleinsäuren von anderen das Schwein infizierenden Erregern überprüft. Um den Test im Feld einsatzfähig zu gestalten, wurden mittels ASPV-RPA zwei verschiedene Extraktionsansätze mit allen 73 verfügbaren Schweineblutproben getestet: eine schnelle Hitze/Lysepuffer-Extraktionsmethode und ein standardisiertes Extraktionsverfahren auf Spin-Säule-Basis. Die diagnostische Sensitivität und Spezifität wurde für beide Testverfahren berechnet. Alle Ergebnisse wurden mit einer etablierten real-time PCR für ASPV verglichen. Eine kleine Pilotstudie zum Feldeinsatz des ASPV-RPA-Tests wurde in Uganda mit 20 Blutproben unter Verwendung des Kofferlabors durchgeführt. Die berechnete Nachweisgrenze von ASPV-RPA lag bei 3,5 DNA-Kopien pro µl. Alle untersuchten ASPV-Genotypen wurden detektiert, aber keine anderen viralen Nukleinsäuren. Bei Verwendung der standardisierten DNA-Extraktionsmethode mit anschließender Durchführung der ASPV-RPA lag die diagnostische Sensitivität und Spezifität bei 100%, wie auch mittels der real-time PCR. Auch das schnelle Hitze-/Lysepuffer Protokoll zeigte vielversprechende Ergebnisse und erreichte eine Positivrate von 97% mittels ASPV-RPA im Vergleich zu 38% bei der PCR. In Uganda wurden elf ASPV-RPA-Proben als positiv erkannt, darunter zwei fieberfreie asymptomatische Tiere. Der schnelle Erregernachweis stellt einen essenziellen Aspekt der ASP Seuchenbekämpfung dar. Die ASPV-RPA erwies sich als genauso empfindlich und spezifisch wie die Goldstandard-PCR zur Erregeridentifizierung. In Kombination mit dem Schritt der DNA-Extraktion durch Hitze/Lysepuffer benötigt der entwickelte Test etwa 25 Minuten von der Probenentnahme bis zum Ergebnis. Die Positivrate ist mit 97% vielversprechend, wobei die ASPV-RPA im Vergleich zur PCR eine höhere Toleranz gegenüber Inhibitoren aufwies. Wie die Pilot-Feldstudie in Uganda mit dem Kofferlabor zeigt, ist ASPV-RPA eine im Feld einsatzfähige Nachweismethode. Das Kofferlabor bedarf lediglich einer Grundausstattung und einer Solarbatterie. Somit stellt das Kofferlabor eine vielversprechende Diagnostikmethode dar, welche vor Ort in ressourcenarmen Umgebungen zum Nachweis des ASPV eingesetzt werden kann.:1. Introduction 2. Literature overview 2.1 African swine fever 2.1.1 Aetiology 2.1.1.1 Classification and taxonomy 2.1.1.2 Viral structure and genome 2.1.1.3 Genetic typing and antigenic variability 2.1.2 Epidemiology 2.1.2.1 Disease distribution 2.1.2.2 Host range and epidemiological cycles 2.1.2.2.1 Warthog-tick cycle 2.1.2.2.2 Domestic pig-tick cycle 2.1.2.2.3 Domestic pig cycle 2.1.2.2.4 Wild boar-environment cycle 2.1.2.3 Tenacity, transmission, and infectivity 2.1.3 Pathophysiology 2.1.3.1 Pathogenesis 2.1.3.2 Clinical signs and pathological findings 2.1.3.3 Differential diagnosis 2.2 Available diagnostic tools for ASFV 2.1.4 Diagnosis based on immune response 2.1.5 Diagnosis based on agent identification 2.3 Gaps in African swine fever diagnostics 3. Publication 3.1 Statement of contribution 3.1.1 Publication 4. Discussion 5. Summary 6. Zusammenfassung 7. References 8. Appendix 9. Acknowledgements / African swine fever virus (ASFV) causes a deadly viral disease in pigs. The virus has gradually spread throughout the world and was reported in Germany in September 2020. ASF outbreak can lead to huge economical loss. No vaccine is commercially available and thus, surveillance and early detection play a pivotal role to control an ASF outbreak. Polymerase Chain Reaction (PCR) is considered the gold standard for ASFV detection due to its superior sensitivity and specificity. However, it is time-consuming and requires well-equipped laboratories. Point-of-need tests can offer an alternative, delivering fast and reliable results directly in the field. The aim of this study was to establish a field-deployable point-of-need test based on Recombinase Polymerase Amplification (RPA) to detect ASFV. Material and Methods: Three sets of primers and one probe based on the B646L gene which encodes for the viral capsid protein p72 were designed. All possible combinations were screened. Analytical sensitivity was tested with eight replicates of serial dilutions of the molecular standard (102-10° DNA copies per µl). The limit of detection was calculated using probit analysis. ASFV-RPA’s specificity was tested using various viral nucleic acids of pathogens infecting pigs. To allow the deployment at point of need, two different extraction approaches were tested in ASFV-RPA with all 73 pig blood samples included in this study: a rapid heat/lysis buffer extraction method and a standardized spin-column based extraction kit. Diagnostic sensitivity and specificity were calculated for both test approaches. All results were compared to an established real-time PCR for ASFV. A small pilot study for ASFV-RPA assay deployment was done in Uganda with 20 blood samples of a suspected outbreak using the field-deployable suitcaselab. The calculated limit of detection of ASFV-RPA was 3.5 DNA copies per µl. All screened ASFV genotypes were detected while no other viral nucleic acids were identified. Using the standardized DNA extraction method in ASFV-RPA, and compared to real-time PCR, diagnostic sensitivity and specificity were 100%. The rapid heat/lysis buffer protocol showed very promising results, achieving 97% of positivity rate compared to a 38% of the real-time PCR. In Uganda, ASFV-RPA detected 11 samples as positive, including two known afebrile animals. Immediate agent detection is a key aspect of ASF outbreak control. ASFV-RPA is as sensitive and specific as a gold standard PCR for ASFV identification. Combined with the heat/lysis buffer DNA isolation step, the duration of the assay is around 25 minutes from sample collection to result readout, with a promising positivity rate of 97% which indicates tolerance against inhibitors. ASFV-RPA is a portable detection method, as revealed during the pilot field study in Uganda. Only requiring basic equipment and solar batteries, the suitcase lab is a promising tool for on-site diagnostics in resource limited settings to detect ASFV.:1. Introduction 2. Literature overview 2.1 African swine fever 2.1.1 Aetiology 2.1.1.1 Classification and taxonomy 2.1.1.2 Viral structure and genome 2.1.1.3 Genetic typing and antigenic variability 2.1.2 Epidemiology 2.1.2.1 Disease distribution 2.1.2.2 Host range and epidemiological cycles 2.1.2.2.1 Warthog-tick cycle 2.1.2.2.2 Domestic pig-tick cycle 2.1.2.2.3 Domestic pig cycle 2.1.2.2.4 Wild boar-environment cycle 2.1.2.3 Tenacity, transmission, and infectivity 2.1.3 Pathophysiology 2.1.3.1 Pathogenesis 2.1.3.2 Clinical signs and pathological findings 2.1.3.3 Differential diagnosis 2.2 Available diagnostic tools for ASFV 2.1.4 Diagnosis based on immune response 2.1.5 Diagnosis based on agent identification 2.3 Gaps in African swine fever diagnostics 3. Publication 3.1 Statement of contribution 3.1.1 Publication 4. Discussion 5. Summary 6. Zusammenfassung 7. References 8. Appendix 9. Acknowledgements

Dependent on the excretion pattern, wastewater monitoring of viruses can be a valuable approach to characterizing their circulation in the human population. Using polyethylene glycol precipitation and reverse transcription-quantitative PCR, the occurrence of RNA of SARS-CoV-2 and influenza viruses A/B in the raw wastewater of two treatment plants in Germany between January and May 2022 was investigated. Due to the relatively high incidence in both exposal areas (plant 1 and plant 2), SARS-CoV-2-specific RNA was determined in all 273 composite samples analyzed (concentration of E gene: 1.3 × 10⁴ to 3.2 × 10⁶ gc/L). Despite a nation-wide low number of confirmed infections, influenza virus A was demonstrated in 5.2% (concentration: 9.8 × 10² to 8.4 × 10⁴ gc/L; plant 1) and in 41.6% (3.6 × 10³ to 3.0 × 10⁵ gc/L; plant 2) of samples. Influenza virus B was detected in 36.0% (7.2 × 10² to 8.5 × 10⁶ gc/L; plant 1) and 57.7% (9.6 × 10³ to 2.1 × 10⁷ gc/L; plant 2) of wastewater samples. The results of the study demonstrate the frequent detection of two primary respiratory viruses in wastewater and offer the possibility to track the epidemiology of influenza by wastewater-based monitoring.

Le Cancer du Col Utérin (CCU) chez la femme est provoqué par le virus oncogénique VPH. La métastase lymphatique ganglionnaire est un facteur pronostique majeur pour l’évolution de ce cancer et sa présence influence la décision thérapeutique. En général, l’envahissement ganglionnaire est diagnostiqué par histologie, mais cette méthode est laborieuse et parfois prise en défaut pour détecter les micrométastases et les cellules cancéreuses isolées et pour donner des résultats rapides en per opératoire. L’outil moléculaire que nous désirons développer pour combler cette lacune est basé sur une analyse d’ARN des gènes du VPH exprimés par les cellules du CCU. Ceci sera fait par transcription réverse de l’ARN cellulaire couplé à une réaction quantitative en chaine par polymérase en temps réel (RT-qPCR). Cette technique devrait nous permettre une détection et une évaluation rapide des micrométastases pour aider à déterminer immédiatement un pronostic fiable et la thérapie associée. C’est un test précis, sensible et rapide pour détecter un envahissement ganglionnaire dans le CCU visant à améliorer la gestion thérapeutique. Le projet est basé sur trois objectifs. En premier lieu, valider les marqueurs moléculaires E6 et E7 de VPH16 et 18 à partir des échantillons frais et des échantillons fixés dans des blocs de paraffine. En deuxième lieu, déterminer la fiabilité et la sensibilité des marqueurs pour la détection des macrométastases, des micrométastases et les cellules tumorales isolées en utilisant la technique de RT-qPCR. En troisième lieu et parallèlement au travail présenté dans ce mémoire, il est nécessaire de constituer une base de données des patientes qui ont le virus VPH16 et 18 intégré dans leur génome, qui ont été traitées et dont nous connaissons déjà le diagnostic final afin de valider la méthode (biobanque). Nous avons réussi à extraire de l’ARNm de haute qualité à partir d’échantillons complexes, à détecter les gènes E6 et E7 de VPH16 et 18 en RT-qPCR, et à déterminer précisément la limite de détection de E6 et E7 dans les échantillons frais qui est une proportion de 0,008% de cellules cancéreuses. Dans les échantillons fixés dans la paraffine, cette limite est de 0,02% et 0,05% pour E6-E7-VPH16 et E6-E7-VPH18 respectivement. Ceci comparativement à une limite de détection histologique de 1% qui est déterminée par immunohistochimie de CK19. Enfin, notre protocole est validé pour VPH18 dans les ganglions lymphatiques du CCU. / The presence of lymph nodes metastasis in uterine cervical carcinoma influences therapeutic management and patient survival. The gold standard for metastasis detection is histology. However, histology lacks sensitivity to detect micrometastasis or isolated cancer cells and is not an efficient method for immediate diagnosis during surgery. The molecular tool that we want to develop to fill this gap is based on an analysis of expressed RNA transcripts derived from the HPV genome in cells of uterine cervical carcinoma (UCC). This will be done by reverse transcription of cellular RNA coupled to a quantitative polymerase chain reaction in real-time (RT-qPCR). This technique could allow detection and rapid assessment of micrometastasis to help determine prognosis and an immediate reliable combination therapy. The proposed technique would be a specific test, sensitive and rapid to detect lymph node involvement in the UCC to improve therapy management. Our objective is to constitute a patient bank containing genetic and clinical information. This genetic information will be used to test and improve new molecular markers for UCC metastasis. These markers will be validated using comparisons to traditional histological results and evaluated for their capacity to detect lymph nodes micrometastasis. Ultimately, we wish to develop a reliable molecular diagnosis method useful during surgery and improve our knowledge about the clinical evolution of metastatic UCC. Currently, we are able to extract high quality mRNA from formalin-fixed cells mounted in paraffin blocks and to detect E6 and E7 from HPV16 and HPV18 using RT-qPCR. We have specifically determined the detection limit of E6 and E7, which is 0.008% in the fresh samples and 0.02% and 0.05% for HPV16-E6-E7 and HPV18- E6-E7 respectively in the samples fixed in paraffin blocks. Comparatively, the histological detection limit was determined to be around 1% using immunohistochemistry for CK19 expression. Finally, our protocol has been validated for HPV18 in UCC patient lymph nodes