Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé. Parasitologie : Paris 12 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2008. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 87-96.

Thesis Erasmus University Rotterdam. / ook verschenen in gedrukte versie. With bibliogr., with a summary in Dutch.

La tique est un parasite hématophage obligatoire dont le succès du repas sanguin requiert l’inhibition des principales voies de défense de l’hôte. Parmi ces mécanismes, on retrouve les réponses immunes innées et acquises, qui utilisent toutes deux le système du complément comme mécanisme effecteur. Le complément, constitué d’une trentaine de protéines intervient dans la lyse et l’opsonisation des pathogènes, dans l’initiation de la réponse inflammatoire mais également dans certaines pathologies lorsqu’une régulation efficace fait défaut. Une activité inhibitrice avait ainsi déjà été détectée dans des extraits de glandes salivaires de la tique Ixodes ricinus, principal vecteur de la maladie de Lyme en Europe, mais sans pour autant qu’une protéine ne soit mise en évidence. Le Laboratoire de Biologie Moléculaire des Ectoparasites a cependant identifié une famille multigénique de 7 protéines, appelées protéines IxACs, qui inhibent de manière spécifique la voie alternative du complément. Nous avons découvert que ces protéines agissent en se liant de manière spécifique à la properdine, un facteur stabilisateur de la C3 convertase, complexe clé dans la cascade du complément. L’objectif de ce travail fut d'étudier le mécanisme d’action de ces protéines, ainsi que leur rôle potentiel en tant qu’outil thérapeutique dans certaines maladies auto-immunes. Les protéines IxACs agissent toutes comme compétiteurs directs du facteur C3b pour la liaison à la properdine et ne semblent pas montrer de diversité de mécanisme d’action ni de sites de liaison différents. Nous avons montré que les protéines IxACs lient la properdine via une hélice alpha d’une dizaine d’acides aminés située dans leur domaine N-terminale, et homologue au domaine de liaison à la properdine du C3b. Cette interaction dépend directement de deux tyrosines présentes au sein de cette hélice, et intervient au niveau du domaine TSR5 de la properdine. Des expériences utilisant un peptide correspondant à l’hélice alpha des protéines IxACs ainsi que des expériences de mutagenèse dirigée nous ont permis de confirmer cette interaction mais aussi de montrer qu’une autre région des protéines IxACs, encore inconnue, interagiraient avec le domaine TSR4 de la properdine et serait nécessaire à l’activité inhibitrice de ces protéines. Nous avons également utilisé les protéines IxACs dans un modèle d’ischémie/reperfusion rénale, dans lequel la voie alternative du complément est directement impliquée. Nous avons mis en évidence que les protéines IxACs administrées à des souris entraînent une diminution du taux de créatinine dans le sang après ischémie/reperfusion, ce taux étant un indice direct de la souffrance rénale. Leur rôle potentiel en tant qu’outil thérapeutique est cependant encore à approfondir.

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Reproduction de : Thèse doctorat : Pharmacie. Paléoparasitologie : Université de Reims : 2005. / Bibliogr. p.194-231. Index.

Le Demodex, petit acarien vivant dans les follicules pilo-sébacés de tous les humains adultes, est reconnu responsable des démodécies chez l’homme mais n’est considéré dans la rosacée, au plus, que comme un facteur aggravant potentiel d’une inflammation préexistante. Toutes nos observations, depuis 1983, convergent vers la confirmation de son rôle pathogène dans la rosacée, et suggèrent des liens physiopathologiques clairs entre rosacées avec papulopustules (RPP) avec ou sans érythème permanent, rosacée érythématotélangiectasique (RET), pityriasis folliculorum et autres démodécies. (1) Dans les biopsies cutanées, le Demodex est associé à l’inflammation périfolliculaire. (2) Le concept de densité en Demodex a été introduit et une méthode de prélèvement standardisée permettant de mesurer cette densité a été développée, puis perfectionnée. (3) Elle a permis de montrer que cette densité était nettement supérieure chez les patients atteints de démodécie et de RPP, que chez ceux avec peau saine et ceux atteints d’autres dermatoses faciales, les patients avec RPP sans prolifération en Demodex étant exceptionnels. (4) Un test diagnostique hautement spécifique et sensible, utilisable facilement en consultation a été élaboré et validé. (5) Des signes cliniques discrets de ces dermatoses ont été mis en évidence, de même que la grande fréquence des démodécies en consultation de dermatologie (alors qu’elles sont très peu diagnostiquées). (6) L’effet acaricide sur le Demodex de six traitements topiques a été comparé in vivo et les meilleures molécules ont été utilisées pendant une vingtaine d’années :sur base des résultats collectés, l’efficacité du traitement a été démontrée, non seulement sur la densité en Demodex mais également sur les symptômes cliniques, tant parmi les démodécies que dans la RPP, ce qui prouve indirectement que la prolifération en parasites n’est pas un épiphénomène mais est bien la cause de la maladie. (7) Parmi les modalités comparées, les plus intenses ont une efficacité plus rapide et une meilleure compliance. (8) La RET peut correspondre à une démodécie subclinique et est probablement un facteur favorisant la prolifération des parasites, tout comme le sont probablement l’hyperplasie sébacée et l’hypothyroïdie, tandis que la cortisone semble limiter leur prolifération quand celle-ci est excessive. (9) Les similarités et les confusions nosologiques entre les démodécies et les différentes formes de rosacée ont été mises en évidence, afin de montrer que ces dermatoses ne sont vraisemblablement que des phénotypes d’une seule et même maladie :ce sont toutes des démodécies. (10) Trois systèmes d’attribution d’une cause à une maladie convergent pour confirmer le rôle pathogène du Demodex dans la RPP. Nos observations doivent être confirmées par des études longitudinales et des études contrôlées, mais d’ores et déjà, ajoutées aux données actuelles de la littérature, elles nous semblent suffisantes pour reconnaître le rôle pathogène du parasite en médecine humaine et dans la rosacée en particulier. Cette reconnaissance donnerait une définition principalement étiologique à la rosacée, la classerait parmi les démodécies, et en faciliterait la prise en charge et le traitement. Nous proposons une hypothèse physiopathologique originale où le Demodex se trouve au centre d’un réseau causal « en toile d’araignée », la RPP étant considérée comme une infection chronique s’accompagnant d’épuisement lymphocytaire. / Demodex folliculorum and Demodex brevis are small mites living in the pilosebaceous follicles of all adult humans. They are known to be responsible for demodicosis in humans but in rosacea are generally considered only as a potential aggravating factor of pre-existing inflammation. However, our observations since 1983 converge towards a pathogenic role of the Demodex mite in rosacea, and suggest clear pathophysiological links between rosacea with papulopustules (PPR) with or without persistent erythema, erythematotelangiectatic rosacea (ETR), pityriasis folliculorum and other demodicoses. Summarising our findings: (1) In skin biopsies, Demodex is statistically associated with perifollicular inflammation. (2) The concept of Demodex density was introduced and a method to measure it using two consecutive standardized skin surface biopsies was developed and refined. (3) It was shown that Demodex density was significantly higher in patients with demodicosis and PPR than in those with healthy skin and with other facial dermatoses; patients with PPR without Demodex proliferation detected are rare, and the few cases that do occur likely correspond to false negative results linked to proliferation of the mites deep in the pilosebaceous follicles, thus not detected by the sampling method. (4) A highly specific and sensitive diagnostic test based on the results from two consecutive standardized skin surface biopsies was developed and validated and can be easily used during clinical consultation. (5) Less well-known clinical signs of these dermatoses were highlighted, as well as the high frequency of demodicoses in dermatologic consultations (although they are under-diagnosed). (6) The acaricidal effect of six topical treatments on Demodex was compared in vivo and the best molecules were used for about 20 years in our practice. From data collected from our patients during this time period, the efficacy of the treatment was demonstrated, not only on Demodex density but also on clinical symptoms, both in demodicosis and in PPR, indirectly showing that parasite proliferation is not an epiphenomenon, but is the cause of the disease. (7) Of the treatment modalities compared, those that were more intense worked more rapidly and had better compliance. (8) ETR may correspond to subclinical demodicosis and is probably a condition that favours parasite proliferation, as are sebaceous hyperplasia and hypothyroidism; cortisone seems initially to favour mite proliferation, but to limit it when Demodex density is very high. (9) The similarities and nosological confusion between demodicosis and the different forms of rosacea were highlighted, showing that these dermatoses are probably phenotypes of one and the same disease: they are all demodicoses. (10) Three systems used to attribute disease causality converge to confirm the pathogenic role of Demodex in PPR. Our observations need to be confirmed by longitudinal and controlled studies, but, combined with current data in the literature, they seem sufficient to recognise the pathogenic role of the parasite in human disease and in rosacea in particular. This recognition would enable a mainly aetiological definition to be given to rosacea, would classify it among the demodicoses, and would facilitate its management and treatment. We propose an original pathophysiological hypothesis in which Demodex is at the centre of a causal network, with PPR being considered a chronic infection accompanied by lymphocyte exhaustion. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La tique est un parasite hématophage obligatoire dont le succès du repas sanguin requiert l’inhibition des principales voies de défense de l’hôte. Parmi ces mécanismes, on retrouve les réponses immunes innées et acquises, qui utilisent toutes deux le système du complément comme mécanisme effecteur. Le complément, constitué d’une trentaine de protéines intervient dans la lyse et l’opsonisation des pathogènes, dans l’initiation de la réponse inflammatoire mais également dans certaines pathologies lorsqu’une régulation efficace fait défaut. <p><p>Une activité inhibitrice avait ainsi déjà été détectée dans des extraits de glandes salivaires de la tique Ixodes ricinus, principal vecteur de la maladie de Lyme en Europe, mais sans pour autant qu’une protéine ne soit mise en évidence. Le Laboratoire de Biologie Moléculaire des Ectoparasites a cependant identifié une famille multigénique de 7 protéines, appelées protéines IxACs, qui inhibent de manière spécifique la voie alternative du complément. Nous avons découvert que ces protéines agissent en se liant de manière spécifique à la properdine, un facteur stabilisateur de la C3 convertase, complexe clé dans la cascade du complément. L’objectif de ce travail fut d'étudier le mécanisme d’action de ces protéines, ainsi que leur rôle potentiel en tant qu’outil thérapeutique dans certaines maladies auto-immunes.<p><p>Les protéines IxACs agissent toutes comme compétiteurs directs du facteur C3b pour la liaison à la properdine et ne semblent pas montrer de diversité de mécanisme d’action ni de sites de liaison différents.<p><p>Nous avons montré que les protéines IxACs lient la properdine via une hélice alpha d’une dizaine d’acides aminés située dans leur domaine N-terminale, et homologue au domaine de liaison à la properdine du C3b. Cette interaction dépend directement de deux tyrosines présentes au sein de cette hélice, et intervient au niveau du domaine TSR5 de la properdine. Des expériences utilisant un peptide correspondant à l’hélice alpha des protéines IxACs ainsi que des expériences de mutagenèse dirigée nous ont permis de confirmer cette interaction mais aussi de montrer qu’une autre région des protéines IxACs, encore inconnue, interagiraient avec le domaine TSR4 de la properdine et serait nécessaire à l’activité inhibitrice de ces protéines.<p><p>Nous avons également utilisé les protéines IxACs dans un modèle d’ischémie/reperfusion rénale, dans lequel la voie alternative du complément est directement impliquée. Nous avons mis en évidence que les protéines IxACs administrées à des souris entraînent une diminution du taux de créatinine dans le sang après ischémie/reperfusion, ce taux étant un indice direct de la souffrance rénale. Leur rôle potentiel en tant qu’outil thérapeutique est cependant encore à approfondir. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Die alveoläre Echinokokkose ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die durch tumorartig in der Leber wachsende Larven (Metazestoden) des Fuchsbandwurms ausgelöst wird. Während Th1-dominierte Immunantworten zur Expulsion des Parasiten führen können, sind Th2-Antworten mit chronischer Infektion assoziiert. Über seine exkretorisch-sekretorischen Produkte (ESPs) nimmt Echinococcus multilocularis Einfluss auf die Polarisierung der Immunantwort. Allerdings ist bislang nur wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen und aktiven Komponenten der ESPs bekannt. Die Immunmodulation durch Eier des Pärchenegels Schistosoma mansoni, der wie E. multilocularis zu den Plattwürmern gehört, ist dagegen schon besser charakterisiert. Hier hat omega-1, eine Ribonuklease der T2-Familie, Aufmerksamkeit als starker Induktor von Th2-Antworten und als Hepatotoxin erregt. Die Fragestellung dieser Arbeit war nun, ob die T2-RNase des Fuchsbandwurms (EmRNASET2) hinsichtlich ihrer Wirkungen auf Zellen des Immunsystems und der Leber Ähnlichkeiten mit omega-1 besitzt. Es konnte gezeigt werden, dass EmRNASET2 von allen Larvenstadien und auch vom adulten Wurm exprimiert wird. Der Einsatz polyklonaler Antikörper gegen rekombinant in Escherichia coli exprimierte recEmRNASET2 ermöglichte den Nachweis des Proteins in den ESPs von Primärzellen, die das frühe Stadium sich entwickelnder Metazestoden darstellen, und, wenngleich geringer ausgeprägt, in ESPs reifer Metazestoden. Zur Untersuchung einer möglichen immunmodulatorischen Wirkung wurden dendritische Zellen (DCs) aus murinem Knochenmark generiert und mit Überständen recEmRNASET2-produzierender HEK-Zellen exponiert. Diese zeigten im Vergleich zu Überständen von mit leerem Transfektionsvektor behandelten HEK-Zellen keine signifikante Inhibition der LPS-induzierten Reifung und Interleukin-12-Produktion von DCs, wie sie für omega-1 beschrieben ist. Auch ein Pilotexperiment mit der Leberzelllinie Hep3B lieferte keinen Anhalt für eine hepatotoxische Wirkung von EmRNASET2. Somit sprechen die Ergebnisse dieser Arbeit gegen eine funktionelle Verwandtschaft von EmRNASET2 und omega-1. Unterstützt wird diese Beobachtung durch eine orientierende phylogenetische Untersuchung, in der sich EmRNASET2 näher verwandt zu einer zweiten T2-RNase von S. mansoni zeigte. Omega-1 könnte also das Resultat einer Genduplikation mit anschließender Akquirierung immunmodulatorischer Funktionen sein. / Alveolar Echinococcosis is a life-threatening disease caused by larvae (metacestodes) of the fox tapeworm, growing infiltratively in the liver. While Th1-dominated immune responses can lead to parasite expulsion, Th2-responses are associated with chronic infection. Through its excretory-secretory products (ESPs), Echinoccoccus multilocularis can influence polarisation of the immune response. However, little is known about the underlying mechanisms and active components of the ESPs. In contrast, immunomodulation by eggs of the blood fluke Schistosoma mansoni, a flat worm like E. multilocularis, has already been characterised more intensively and omega-1, a ribonuclease of the T2-family, has been identified as a major inductor of Th2-responses and as hepatotoxin. The aim of this study was to determine if the T2-RNase of E. multilocularis (EmRNASET2) has effects on cells of the immune system and the liver that are similar to those of omega-1. It could be shown that EmRNASET2 is expressed by all larval stages and by the adult worm. The use of polyclonal antibodies raised against the recombinantly expressed recEmRNASET2 allowed the detection of the protein in ESPs of primary cells, representing an early stage of developing metacestodes, and, however at a lower level, in ESPs of mature metacestodes. In order to address a potential immunomodulatory role, dendritic cells (DCs) were generated from murine bone marrow and exposed to supernatants of recEmRNASET2-producing HEK-cells. Compared to supernatants of HEK-cells transfected with the empty vector, conditioned medium did not show a significant inhibition of the LPS-induced maturation and interleukin-12 production of DCs, as described for omega-1. Moreover, a pilot experiment using the liver cell line Hep3B did not show evidence for a hepatotoxic effect of EmRNASET2. The results of this work therefore do not speak for a functional similarity of EmRNASET2 and omega-1. These observations are underlined by phylogenetic analyses, showing that EmRNASET2 clusters with a second T2-RNase from S. mansoni. Omega-1 could therefore be the result of a gene duplication event, with subsequent acquisition of its immunomodulatory functions.

De plus en plus d’études montrent l’importance de considérer les parasites dans les études de biosurveillance environnementale car ils peuvent représenter des facteurs confondants en modifiant la physiologie de leurs hôtes et des bioindicateurs de la qualité des milieux. Dans ce contexte, le bivalve dulçaquicole Dreissena polymorpha a été choisi comme un modèle hôte, organisme couramment utilisé dans les études écotoxicologiques. Le potentiel effet confondant de différents parasites (i.e. bactéries intracellulaires, ciliés, trématodes a été, in situ sur plusieurs populations hôtes échantillonnées sur des sites présentant un gradient de contamination, et en conditions contrôlées, en exposant les dreissènes à différentes concentrations de nickel. Plusieurs réponses physiologiques ont alors été testées aux niveaux cellulaires et individuels. Les résultats montrent que l’infection parasitaire influence les réponses biologiques de la dreissène mais le sens et l’intensité de réponse dépendant de l’origine des populations, du sexe de l’hôte et de l’espèce parasite considérée. Par ailleurs, la modélisation descriptive, nous a permis de confirmer à large échelle spatiale les relations entre le niveau de contamination et la prévalence parasitaire, particulièrement celles des microparasites. Les études ont mis en évidence le cas particulier des co-infections qui ont généralement induit des effets biologiques plus marqués que ceux des infections simples. Les résultats obtenus au cours de cette thèse confirment la complexité des interactions hôte-parasites mais soulignent néanmoins l’importance de prendre en compte les parasites dans l’évaluation de la qualité des milieux / Several studies showed the importance to take parasites into account in risk assessment studies since they represent potential confounding factors modifying the host physiology and bioindicators of water quality. In this context, we chose the freshwater bivalve Dreissena polymorpha as test host, organism commonly used in ecotoxicological studies. The potential confounding factor of different parasite species (i.e. intracellular bacteria, ciliates, trematodes) was studied, in situ on several host populations sampled on sites with a contamination gradient, and under controlled laboratory conditions where mussels were exposed to different nickel concentrations. Several physiological responses of zebra mussels were then tested at cellular and individual levels. It turns out that parasite infection can influence the biological responses of D. polymorpha, but the direction and intensity of responses depend on the host population history, the host gender and the parasite species considered. Moreover, we confirmed by descriptive modeling with data collected in France and the United States the relationship between environmental pollution (metallic contamination) and the occurrence of parasites, especially microparasites. Studies highlighted the specific case of co-infections that generally induced greater effects on host physiology than single infections. The results obtained during this PhD confirm the complexity of interactions between a host and its parasites, but emphasize the importance of taking into account parasitism in the assessment of environmental quality