Le complexe Pseudallescheria boydii / Scedosporium apiospermum se situe au deuxième rang des champignons filamenteux isolés des expectorations de patients atteints de mucoviscidose, maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne et dont le pronostic est étroitement lié à l'atteinte respiratoire. La distribution des cinq espèces constituant ce complexe a été étudiée au sein d'une cohorte de patients français atteints de mucoviscidose. Nos résultats suggèrent que P. boydii est l'espèce prédominante (62%), suivie de S. apiospermum (24%), Scedosporium aurantiacum (10%) et Pseudallescheria minutispora (4%). Nous avons également démontré la capacité de ces deux dernières espèces à coloniser de manière chronique les voies respiratoires de ces patients. Les niches naturelles et les réservoirs de ces espèces constituant des sources potentielles de contamination humaine ont ensuite été étudiées dans la région Pays-dela- Loire. Les densités les plus importantes de ces espèces ont été retrouvées dans les zones impactées par les activités humaines. Scedosporium dehoogii est l'espèce la plus abondante ; S. aurantiacum, P. boydii et S. apiospermum ont été principalement retrouvées dans les zones agricoles, les plages et les aires de jeux, respectivement. Les techniques de PCR étant plus rapides et plus sensibles que les méthodes culturales et permettant une semi-quantification, nous avons enfin développé une méthode moléculaire pour la détection et la quantification du complexe P. boydii / S. apiospermum. Cependant, une optimisation de l'étape d'extraction d'ADN génomique est nécessaire pour permettre l'application de cette méthode à des échantillons de sol.

La maladie de Chagas, due au protozoaire Trypanosoma cruzi, est un important problème de santé publique en Amérique latine. Le parasite peut se transmettre à l’homme via un vecteur de la famille des triatomes, par transfusion sanguine ou transplantation d’organe et congénitalement de la mère à son fœtus. Le Laboratoire de Parasitologie s’est particulièrement intéressé à la maladie de Chagas congénitale. Dans le cadre de cette thématique, le Laboratoire a montré que les nouveau-nés congénitalement infectés par T. cruzi développent une forte réponse lymphocytaire T CD8+ spécifique semblable à celle des adultes, accompagnée d’une production d’interféron-gamma (IFN-g), et ce en dépit de l’immaturité bien connue du système immun néonatal. En effet, le système immun néonatal est naturellement orienté vers le développement de réponses immunes Th2 tandis que la réponse Th1 est inhibée. De multiples mécanismes sont à l’origine de cette déviation en début de vie. Certaines déficiences au niveau des cellules du système immun inné y contribuent, dont la difficulté des cellules dendritiques (DCs) à produire de l’IL-12, cytokine clé dans l’induction d’une réponse Th1. Les multiples déficiences du système immun en début de vie rendent les nouveau-nés et jeunes enfants particulièrement sensibles aux pathogènes et limitent l’efficacité des vaccins administrés en début de vie. <p>Afin de mieux connaître les mécanismes par lesquels T. cruzi induit cette forte réponse immune de type 1 chez les nouveau-nés, nous nous sommes intéressés à l’activation de la réponse immune innée par le parasite. De nombreuses cellules peuvent être impliquées dans la mise en place d’une réponse de type 1, dont les cellules dendritiques (DCs), les monocytes et les cellules NK. Le Laboratoire de Parasitologie a montré que T. cruzi activait in vitro les DCs néonatales, les rendant capables d’induire une réponse lymphocytaire T plus orientée vers la production d’IFN-g. D’autres données obtenues chez les nouveau-nés congénitalement infectés par T. cruzi suggèrent que les cellules NK ont été activées in utero quand le parasite a été transmis par la mère infectée. Nous nous sommes ici intéressés à la capacité des cellules NK néonatales à produire rapidement de l’IFN-g en réponse à T. cruzi. Une telle production précoce est en effet un élément contribuant à orienter une réponse immune de type 1.<p>Nous avons effectué des co-cultures de cellules mononucléaires de sang de cordon de nouveau-nés sains (CBMC) ou de sang périphérique adulte (PBMC) avec des trypomastigotes vivants de T. cruzi. Nos résultats montrent qu’en présence d’IL-15, T. cruzi induit une forte production d’IFN-g par les CBMC. Cette réponse est précoce et est accompagnée d’une production de TNF-a mais pas d’IL-10. Les cellules NK CD56brightCD16-/low et CD56dimCD16- sont les meilleures productrices d’IFN-g dans les deux groupes d’âges. La réponse des cellules NK néonatales est substantielle mais reste légèrement inférieure à celle des cellules adultes. Nous avons par ailleurs observé un déficit de production précoce d’IFN-g par les cellules T CD3+CD56+ (NK-like) et CD3+CD56- (« classiques ») néonatales par rapport aux cellules adultes. <p>La réponse IFN-g par les cellules NK est proportionnelle aux concentrations de parasites et d’IL-15 et accompagnée d’une activation phénotypique des cellules NK. Il est bien connu que des cellules accessoires telles que les cellules dendritiques et les monocytes contribuent généralement à activer indirectement les cellules NK. Des expériences de déplétion cellulaire indiquent que la production d’IFN-g par les cellules NK néonatales sensibilisées par l’IL-15 fait intervenir les monocytes mais pas les DCs myéloïdes, et qu’un contact avec les monocytes est nécessaire. De plus, elle requiert un contact du parasite vivant avec les CBMC et implique l’engagement des TLR2 et TLR4, ainsi qu’une production endogène d’IL-12. <p>Enfin, nous avons observé que les monocytes, et non les DCs myéloïdes, sont la source précoce de l’IL-12p70. Les parasites sont capables d’induire la synthèse de cette cytokine importante pour l’initiation d’une réponse de type 1 en l’absence de cytokines additionnelles, aussi bien dans les monocytes néonataux qu’adultes. La synthèse d’IL-12 par les monocytes s’accompagne d’une augmentation de l’expression de molécules co-activatrices CD40, CD80 et CD83 à leur surface. Ces dernières pourraient dès lors jouer un rôle supplémentaire dans l’activation indirecte des cellules NK néonatales par le parasite.<p>Cet ensemble de résultats montre que T. cruzi active les cellules néonatales du système immunitaire et plus particulièrement la production d’IL-12 par les monocytes et d’IFN-g par les cellules NK. Cette voie d’activation monocytes – IL-12 – cellules NK – IFN-g pourrait contribuer à la levée de l’immaturité du système immun des nouveau-nés congénitalement infectés décrite plus haut. Ces observations ont d’importantes implications pour la compréhension des mécanismes de protection en début de vie et pourraient aboutir à la mise au point d’un nouvel adjuvant vaccinal permettant de réduire la polarisation Th2 physiologique des nouveau-nés. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La bilharziose est une maladie parasitaire humaine qui se trouve au second rang mondial, après la malaria, en termes de morbidité et de mortalité induites par le parasite. Plus de 200 millions de personnes sont infestées dans 74 pays et plus de 200 000 personnes décèdent par an (Chitsulo et al. 2004; Gryseels et al. 2006). Schistosoma mansoni, ici étudié, est responsable de la bilharziose intestinale. Ce parasite possède un cycle de vie complexe, passant obligatoirement à travers deux hôtes : un hôte intermédiaire mollusque d'eau douce et un hôte définitif humain ou murin. Lors du cycle de développement, les différents stades sont exposés à divers environnements. Par exemple, les stades larvaires peuvent être confrontés à plusieurs hôtes intermédiaires (souche de mollusque) ou définitifs (humain ou murin). Mes travaux de thèse concernent l'influence de l'environnement sur l'épigénome de Schistosoma mansoni. L'information épigénétique est une source supplémentaire pour la création de variants phénotypiques, nous proposons que certains de ces variants puissent être hérités et sélectionnés, et ainsi conférer un avantage au parasite.Pour investir cette hypothèse nous avons décidé de modifier l'environnement du parasite de façon biotique et abiotique, lorsqu'il se développe au sein de l'hôte définitif ou lorsqu'il est au contact de l'hôte intermédiaire. En effet, Schistosoma mansoni est un endoparasite donc chaque hôte, dans lequel il va se maintenir, représente son environnement direct. Pour cela nous avons utilisé une drogue anti-helminthe et un hôte intermédiaire allopatrique. La réponse du parasite aux différents changements d'environnements a été analysée de la population (traits d'histoire de vie) à la molécule (génome, épigénome, transcriptome). Les nouvelles techniques de biologie moléculaire et de séquençage massif nous ont permis de réaliser des études globales. Lors de ces travaux de thèse, les différentes évolutions expérimentales ont mené à deux énigmes : (1) " Adaptation rapide de Schistosoma mansoni à une drogue anti-helminthes " et (2) " Adaptation rapide de Schistosoma mansoni à l'Amérique du Sud ". Les résultats obtenus pour cette dernière ont amené une troisième énigme : (3) "Différenciation sexuelle en l'absence de gène W-spécifique dans un système ZW"!

Dans l'environnement marin, les surfaces artificielles sont rapidement colonisées par des bactéries qui s'organisent en communautés appelées biofilms, s'entourant d'une matrice de substances polymériques extracellulaires (EPS). La formation d'un biofilm est une étape critique du processus nommé biofouling, c'est-à-dire l'accumulation de micro- et de macro-organismes sur une surface immergée, pouvant conduire à des conséquences néfastes dans le secteur marin. Dans cette étude, il s'agit d'identifier des souches bactériennes isolées de supports immergés en Mer Méditerranée et de les caractériser phénotypiquement par diverses approches. Leur capacité à former un biofilm in vitro a été évaluée dans différentes conditions avec une attention particulière portée sur leurs capacités à produire une matrice polymérique abondante riche en polysaccharides; l'objectif étant d'isoler des exopolysaccharides originaux à activité antifouling. Treize souches ont ainsi fait l'objet d'analyses phylogénétiques et d'une caractérisation phénotypique. Sept genres et douze espèces différentes ont été identifiés au sein desquelles deux isolats peuvent être affiliés à une nouvelle espèce, nommée Persicivirga mediterranea. Ce genre n'a jamais été décrit en Mer Méditerranée jusqu'à présent. L'extraction des EPS de chaque souche cultivée en biofilm a permis de déterminer leur composition générale en glucides, protéines, acides nucléiques et lipides. Une souche, Pseudoalteromonas ulvae TC14, se distingue par sa capacité à produire des exopolysaccharides en quantité importante. Il s'agit essentiellement de polymères du glucose dont les analyses chromatographiques et spectroscopiques ont révélé la diversité de taille (Mw ~ 1-4000 kDa), de charge (neutre ou anionique) et de fonction associée (lactate ou acétate). Les fractions d'EPS enrichies en polysaccharides inhibent la formation de biofilm par d'autres souches marines. Ces derniers sont également synthétisés par les bactéries en culture planctonique mais en proportions très différentes.

Les glossines (mouches tsétsé) sont les vecteurs des trypanosomes africains, responsables de la Trypanosomose Humaine Africaine (THA) ou maladie du sommeil en Afrique sub-saharienne. De nouvelles stratégies de lutte contre la THA visent à utiliser les symbiontes de la glossine pour augmenter sa réfraction à l'infection par les trypanosomes. La mise en place de telles approches nécessite une bonne connaissance des bases moléculaires et cellulaires des interactions entre les symbiontes, la glossine et le trypanosome. Les objectifs de cette thèse étaient, i) d'évaluer l'évolution des densités des symbiontes (Wigglesworthia glossinidia et Sodalis glossinidius) au cours du cycle de développement du vecteur et ii) de caractériser les gènes de Sodalis, Glossina palpalis gambiensis et Trypanosome brucei gambiense en interaction et qui s'expriment différentiellement au cours de l'infection. Nous avons pu montrer la présence permanente des deux symbiontes quel que soit le stade de développement de la glossine, ce qui permet leur utilisation dans le cadre du contrôle des vecteurs. Par la suite, des infections expérimentales ont été réalisées sur des glossines d'insectarium. Des glossines de l'espèce G. p. gambiensis ont été gorgées sur des souris infectées par T. b. gambiense. L'analyse des métatranscriptomes des glossines infectées versus réfractaires à l'infection nous ont permis de mettre en évidence les gènes de Sodalis, G. p. gambiensis et T. b. gambiense différentiellement exprimés aux étapes clé de l'infection. Les résultats qui découlent de cette thèse mettent la lumière sur la complexité des interactions Sodalis - G. p. gambiensis - T. b. gambiense et soulignent l'implication des bactériophages du symbionte S. glossinidius dans la réfraction des glossines à l'infection. Mots clés : maladie du sommeil, mouche tsétsé, trypanosome, symbiontes, compétence vectorielle, expression de gènes. / Tsetse flies are the vectors of African trypanosomes, the causative agents of human African trypanosomiasis (sleeping sickness)in sub-saharan Africa. New sleeping sickness control strategies plan to use tsetse gut symbionts to increase tsetse flies refractoriness to trypanosomes infection. Such approaches require good knowledge on the molecular and cellular basis of interactions between symbionts, tsetse fly and trypanosome. This thesis aimed to i) assess the evolution of Glossina palpalis gambiensis symbionts (Wigglesworthia glossinidia and Sodalis glossinidius) densities throughout the host fly development cycle and ii) to characterize genes of Sodalis, G. p. gambiensis and Trypanosoma brucei gambiense in interaction, which are differentially expressed during the infection. We showed that both symbionts are present in all tsetse fly development stages, allowing their use in the context of vector control. Subsequently, experimental infections were performed on colonies flies. G. p. gambiensis female flies were fed on T. b. gambiense hosting mice. Transcriptome of infected flies and flies that have cleared trypanosome they ingested were analysed. This allow us identifying genes of Sodalis, G. p. gambiensis and T. b. gambiense differentially expressed at the infection key stages. Our results highlight the complexity of interactions between Sodalis, G. p. gambiensis, T. b. gambiense and underline the involvement of bacteriophages hosted by S. glossinidius in tsetse fly refractoriness to trypanosome infection. Key words: sleeping sickness; tsetse fly; trypanosome; symbionts; vector competence; gene expression.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'échinococcose alvéolaire (EA) humaine est une maladie parasitaire, rare et grave, due à un cestode parasite, Echinococcus multilocularis, dont le cycle sauvage, en France, passe généralement par le renard (hôte définitif) et le campagnol (hôte intermédiaire). La moitié des cas européens recensés sont regroupés en France, et se concentrent surtout dans les zones rurales de Franche-Comté et Lorraine. Malgré de nombreuses études, la répartition des malades et les facteurs de susceptibilité ou de protection de certaines personnes face à la maladie sont encore mal connus.Depuis 1997, il existe un réseau de surveillance épidémiologique de l’échinococcose alvéolaire humaine, qui a constitué un registre des cas français d’EA, collectant des données sur la pathologie mais aussi sur les lieux et habitudes de vie des patients. L’objectif de ce travail était :- d’étudier les facteurs de risque de l’EA humaine en France, en particulier les facteurs comportementaux impliqués,- d’étudier l’impact du climat et de l’environnement sur l’incidence de la maladie- de déterminer les principaux facteurs utiles pour la prévention de l'infection, ainsi que les populations-cibles pour d'éventuelles campagnes de prévention. / Human alveolar echinococcois (AE), a rare and serious parasitic disease, is caused by a cestode, Echinococcus multilocularis. In France, foxes and water voles are the main hosts (respectively definitive and intermediate). Half of the European human cases are French, mainly living in rural areas in Franche-Comté and Lorraine. Despite numerous studies, human distribution and factors affecting human vulnerability remain poorly understood.Created in 1997, the French epidemiological surveillance network for human AE collects data on the disease characteristics and also on lifelong locations and behaviors of the patients.The objectives of this study were:- to determine individual risk factors for human AE in France, and especially at-risk behaviors,- to study the role of the environment on human AE incidence,- to identify key messages and target populations for potential prevention campaigns.

Zur Klärung der Frage, welche Rolle die Annexinen-homologen alpha-Giardine 14 und 19 tatsächlich im Lebenszyklus des humanpathogenen Darmparasits Giardia lamblia einnehmen, wurden verschiedene molekularbiologische und biochemische Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen im Falle des alpha14-Giardins ergaben, dass das Protein nur in gewissen Regionen der membranumgebenen Bereiche der Flagellen als Perlenschnur-ähnliche Verdickungen vorlag. Zusätzlich konnte sowohl eine Assoziation mit den Mikrotubuli des Axonems als auch mit der Plasmamembran nachgewiesen werden. Bei der Fahndung nach direkten Interaktionspartnern des alpha14 belegten verschiedene Methoden eine Wechselwirkung zwischen der Ankyrin-Domäne einer Ser/Thr-Kinase und dem alpha14. Auch konnte eine Phosphorylierung des Giardins eindeutig bestätigt werden. Weitere Eigenschaften des alpha14 waren die Fähigkeit der Oligomerisierung als auch die Bindung an Glykosaminoglykane. Infolgedessen könnte das alpha14-Giardin eine durch Phosphorylierung regulierte MAP-Funktion übernehmen und somit eine wichtige Rolle für die Dynamik oder Mobilität der Flagellen spielen. Das Hauptziel der im Falle des alpha19-Giardin durchgeführten Untersuchungen war die erste biochemische Charakterisierung des Proteins. Nach Bestätigung der Expression des alpha19-Giardins konnte mit Hilfe eines spezifischen Antikörpers das Protein ausschließlich in den ventralen Flagellen von G. lamblia nachgewiesen werden. Im Weiteren wurde für das alpha19 der typischen Annexin-Charakter sowie eine Phosphorylierung bestätigt. Das Vorkommen des alpha19-Giardins in der Membranfraktion des G. lamblia-Rohextraktes sowie die Solubilisierung des Proteins durch Zugabe eines Detergenz gaben erste Hinweise auf eine Fettsäuremodifikation des N-Terminus des Proteins, in dem ein Sequenzmotiv für eine Myristoylierung vorliegt. Folglich könnte das Protein an membrandynamischen Prozessen innerhalb der ventralen Flagellen beteiligt sein.

Ocular involvement, mainly retinochoroiditis, is one of the most severe sequelae of Toxoplasma gondii infection. However, the pathophysiological mechanisms of retinal destruction are poorly understood. Several studies suggested a more frequent and more severe ocular involvement in South American infections compared with European infections, probably due to different T. gondii strains (Type I/III, and atypical vs. Type II). To compare the clinical characteristics and biological and immunological responses in a single study and using the same parameters, in Colombian and French patients with active ocular toxoplasmosis (OT), as well as to study the local cytokinome in aqueous humor of these patients and correlate it with the clinical features. We prospectively collected and compared the clinical features of patients with active OT, evaluated at the Department of Ophthalmology of Strasbourg University Hospital and of Quindio University Health-Center. Results of biological tests in the collected aqueous humor samples were compared between Colombian and French patients: the pattern of protein recognition by immunoblotting (IB); the relative diagnostic sensitivities of IB and Polymerase Chain Reaction (PCR); and the cytokine and chemokine profiles. We found that Colombian and French OT patients presented not only different clinical characteristics but also biological characteristics, and that more virulent South American strains might be responsible for these differences, due to a disruption of the protective effects of interferon gamma (IFN-γ). Retinal lesions were 50% greater in Colombian patients. Macular localization leading to visual impairment was observed in 56% of Colombian cases, compared with 13% of French patients. Moreover, more vitreous inflammation and vasculitis were observed in Colombian patients. However, cytokine assays of the aqueous humor showed upregulation of inflammatory responses in European patients, notably IL-17, which we did not observe in Colombian patients. In a mouse model, intraocular tachyzoite injection of type II and atypical T. gondii strains resulted in differences in parasite multiplication and pathology similar to those observed in human infections. Production of IL-17 and other inflammatory markers, like IL-6, MCP-1, and the Th17 transcription factor ROR-γt was observed upon infection with the type II PRU strain, but was much less with the atypical LEF strain. In a previous work, the cytokine and mRNA patterns showed an upregulation of Th1 responses, notably IFN-γ production, in French patients, and anti-IL-17A antibody markedly diminished clinical damage and retinal inflammation, and also diminished parasite proliferation. In contrast to these previous findings in French patients, the cytokinome of aqueous humor of OT Colombian patients showed a downregulation of Th1 and Th17 responses and an upregulation of the Th2 response. Correlation between the clinical characteristics of Colombian patients with active OT and the levels of cytokines in aqueous humor (AH) showed that local production of cytokines differed between patients with OT, and particular cytokine levels were related to more severe clinical characteristics. Some cytokines were related to a higher number of recurrences.There are clinical and biological differences between Colombian and French patients with OT. There seem to be strain-specific differences in IL-17 and IFN-γ induction, which play an important role in the pathogenesis of this disease. These differences should be considered when thinking in perspectives of any possible immune-modulatory treatment in OT.

Le travail présenté se situe dans le champ des systèmes complexes. Certains problèmes complexes ne possèdent pas de solution analytique ou ont une solution trop compliquée pour être mise en œuvre facilement. Les méthodes analytiques traditionnelles se posent soit d'un point de vue global (holiste) soit découpent la complexité en éléments distincts pour représenter le comportement du système par une seule entité (réductionniste). Elles sous-estiment ainsi la complexité des différents niveaux d'organisation du système et leur imbrication. De fait, il est quasiment impossible de prévoir l'évolution de tels systèmes à cause du trop grand nombre d'entités et de leurs interactions.<br />Une autre approche se base sur la modélisation du comportement de chaque élément participant à cette évolution ainsi que celle de ses interactions avec les autres éléments et avec l'environnement. Lors de ces interactions, différents types de données peuvent être échangés (information, argent, nourriture, virus, etc...). Ces échanges peuvent être vus comme un flux. Le principe est de mettre en relation des entités ayant des caractéristiques simples qui leur permettront d'interagir les unes avec les autres dans un environnement spécifique afin d'obtenir un comportement global de plus haut niveau. Comme nous pouvons l'observer dans certaines sociétés d'animaux dits sociaux, la performance collective émerge des interactions directes ou indirectes entre les individus et l'environnement : elle est le résultat d'un processus d'auto-organisation au cours duquel l'environnement et la collectivité se structurent mutuellement. L'imprévisibilité de l'évolution des systèmes complexes ne permet pas de les caractériser complètement. Par conséquent, pour modéliser et comprendre la circulation de flux dans de tels systèmes, il est nécessaire de se tourner vers la simulation. <br />Afin de tenir compte des différentes spécifications des systèmes complexes dans leur modélisation, les Systèmes MultiAgents (SMA) représentent une méthode particulièrement appropriée. Il est alors possible de représenter des phénomènes environnementaux comme la conséquence d'interactions d'agents agissant en parallèle, chaque agent étant une entité réactive et autonome. <br />Notre travail est centré sur l'étude de la gestion des flux dans les systèmes complexes par l'élaboration de Simulation Orientée Agents (SOA). En particulier, nous appliquons cette démarche à l'étude de la circulation d'un parasite (Cryptosporidium parvum) dans un écosystème. L'objectif est de mieux comprendre les différents épisodes d'infection auprès de population d'hôtes (animale ou humaine) sous des contraintes spécifiques. Étant donné que ce parasite est particulièrement résistant aux méthodes de désinfection traditionnelles, il est nécessaire de saisir les facteurs prédominants agissant dans la contamination et la propagation du parasite. <br />A cet effet, les données, recueillies auprès de biologistes, nous ont permis de concevoir un outil d'expérimentation en épidémiologie. Cette SOA permet une exploration des comportements possibles du système où circule Cryptosporidium spp.. Ainsi, un ensemble de scenarii a pu être simulé. Les résultats permettent d'évaluer la fiabilité de la modélisation, puis, d'émettre de nouvelles hypothèses concernant la dissémination du parasite.<br />Dans l'objectif d'apporter aux biologistes un outil d'aide à la décision autonome, nous avons développé un système de niveau supérieur (méta-système) capable de réaliser le monitoring d'une SOA. Ce méta-système, basé sur le concept de métaheuristique, cherche à optimiser le comportement du système en fonction d'une problématique précise en évaluant l'impact de facteurs prédéfinis sur l'évolution de la SOA. Ainsi, il est à même d'interpréter les résultats des simulations pour permettre de faire émerger, par l'auto-génération de scenarii, les causes qui influent sur la propagation du parasite.