Les premières souches bactériennes résistantes aux antibiotiques sont connues depuis 70 ans et se sont multipliées ces dernières années posant un grave problème de santé publique. Parmi les nombreux types d’infections induites par ces bactéries, nous nous sommes intéressés aux infections intestinales qui peuvent dégénérer en maladies inflammatoires de l’intestin et cancers. Notre travail de thèse a consisté à proposer des outils thérapeutiques dans le traitement des pathologies intestinales infectieuses : des peptides antimicrobiens dérivés de la chromogranine A et des extraits de plantes de la médecine traditionnelle béninoise. La chromogranine A est une protéine libérée par les cellules nerveuses, neuroendocrines et immunitaires au cours d’un stress et maturée en peptides. Des peptides actifs contre quatre souches bactériennes pathogènes (Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica, Shigella sonnei et Vibrio cholera non O1) ont été identifiés et l’interaction bactérie-peptide analysée. L’étude de la combinaison peptide-antibiotique montre que la cateslytine permet de réduire les doses d’antibiotiques nécessaires. Ensuite, nous avons étudié l’implication de deux peptides sur un modèle de cellules neuroendocrines, les cellules BON. La chromofungine provoque la stimulation des cellules BON en induisant un influx de calcium extracellulaire, tandis que la catestatine est capable de bloquer l’activité de la chromofungine.Après un screening des extraits de 14 plantes du Bénin, nous avons isolé deux molécules, la sinensétine et l’O-tétraméthyléther scutellaréine, responsables de l’activité antibactérienne de Chromolaena odorata contre les pathogènes étudiés. / The first bacterial strains resistant to antibiotics appeared 70 years ago and have proliferated in recent years causing a serious public health problem. Such bacteria are responsible of several types of infections including intestinal infections with chronic inflammatory bowel diseases and cancers. This work consisted of proposing new therapeutic tools in the treatment of intestinal pathologies. In this context, we have studied antimicrobial peptides derived from chromogranin A and plant extracts used in Beninese traditional medicine for the treatment of such diseases. Chromogranin A is a protein produced by nervous, endocrine and immune cells during a stress and processed to generate biologically active peptides. We identified antimicrobial peptides, active against four pathogenic bacterial strains (Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica, Shigella sonnei and Vibrio cholera non O1) and analyzed the bacteria-peptide interactions. Moreover, the study of the peptide-antibiotic combination shows that cateslytin is useful for reducing doses of antibiotic drugs. In addition of this work, we have studied the effects of two peptides derived from chromogranin A on neuroendocrine cells with model of BON cells. Chromofungin stimules BON cells by inducing an influx of extracellular calcium, whereas catestatin is able to block chromofungin’s activity.With plant extracts, after a screening on 14 plants from Benin, our works enabled us to isolate two active molecules, sinensetin and O-tetramethylether scutellarein, responsible of the antimicrobial activity of Chromolaena odorata against the studied pathogenic strains.

Les maladies à transmission vectorielle sont dues à des agents pathogènes transmis par des arthropodes hématophages. Ces vecteurs assurent une transmission active (mécanique ou biologique) d’un agent infectieux d’un vertébré vers un autre vertébré. A l’échelle mondiale, les tiques sont responsables de la transmission de la plus grande variété d’agents pathogènes, elles transmettent des microorganismes responsables de maladies bactériennes (borréliose de Lyme, rickettsioses) ou parasitaires (babésioses, theilérioses), ou même virales (encéphalite à tiques).Les Antilles se situent au cœur de la zone Néotropicale des Caraïbes, et constituent une zone à risque pour l’émergence de maladies vectorielles en raison des conditions climatiques favorables aux vecteurs et des échanges intercontinentaux importants (flux illégal d’animaux, oiseaux migrateurs,…). La situation épidémiologique de la zone Caraïbe vis-à-vis des maladies transmises par les tiques est très peu documentée. Les études menées sur le terrain portent essentiellement sur des agents pathogènes affectant les animaux comme Ehrlichia ruminantium, Babesia (bovis et bigemina) et Anaplasma marginale et sont donc loin de pouvoir répondre aux questions concernant le risque d’émergence ou de réémergence de maladies à tique. Ainsi, il est nécessaire et urgent de développer des outils efficaces de surveillance épidémiologique qui permettraient la détection des agents pathogènes, nouveaux, connus ou non suspectés présents dans les tiques. C’est dans ce contexte d’amélioration des performances de veille sanitaire des maladies à tiques dans les Caraïbes que prend place le projet de thèse. La visée de la thèse était de faire un état des lieux des agents pathogènes d’intérêt médical et vétérinaire présents dans les tiques caribéennes à l’aide de techniques de détection à haut débit. Pour cela nous avons d’abord réalisé un séquençage à haut débit d’ARN extraits de tiques collectées en Guadeloupe et en Martinique afin de réaliser un inventaire sans a priori des agents pathogènes (bactéries, parasites, et virus) présents. Cette analyse a permis de mettre en évidence une grande diversité en microorganismes pathogènes au sein de nos échantillons, révélant également la présence de quatre virus appartenant à de nouveaux genres viraux récemment décrits et associés aux arthropodes. Les informations obtenues via le séquençage, additionnées aux données disponibles dans la littérature ont permis de constituer ainsi une liste des agents pathogènes transmis par les tiques nécessitant une surveillance sanitaire dans les caraïbes. A partir de ce répertoire nous avons développé un système de dépistage à haut-débit d’agents infectieux applicable à toute la zone des caraïbes. L’outil de détection est un support microfluidique de type puce à ADN, basé sur la technologie BioMarkTM dynamic arrays (Fluidigm Corporation) qui permet de réaliser de la PCR en temps réel à haut débit afin de détecter simultanément 48 à 96 cibles au sein de 48 à 96 échantillons. Deux puces ont été développées, une première pour le suivi des bactéries et parasites, et une deuxième pour le suivi des virus. Leur performance a été testée sur des échantillons de tiques collectées en Guadeloupe et en Martinique. Ce dépistage à grande échelle a donné un aperçu complet de la situation épidémiologique de 45 bactéries, 17 parasites and 31 virus potentiellement transmis par les tiques dans les Antilles Françaises. La méthode de surveillance développée durant cette thèse représente une amélioration majeure des techniques de veille épidémiologique, permettant la détection rapide et concomitante d’un large panel d’agent pathogène. Elle sera prochainement appliquée au criblage à haut débit des agents infectieux présent dans des tiques collectées à travers la Caraïbe, provenant notamment de Trinité-et-Tobago, Saint-Kitts, la Barbade, et Sainte-Lucie, grâce à la collaboration du réseau CaribVet, et de vétérinaires locaux / Vector-borne diseases are illnesses caused by pathogens transmitted by haematophagous arthropods which provide active transmission (mechanical or biological) of infectious agents from one vertebrate to another. Among these vectors, ticks are known to carry and transmit the greatest variety of pathogens of public health and veterinary importance. They transmit microorganisms responsible for bacterial (Lyme borreliosis, rickettsioses), parasitic (babesiosis, theileriosis), or viral diseases (tick-borne encephalitis).The Antilles are located in the heart of the Caribbean Neotropical Zone. This area can be considered at risk for the emergence of vector-borne diseases mainly due to favorable environmental conditions and intercontinental exchanges (e.g. legal and illegal animal trade, migratory birds). However, the epidemiological situation of the Caribbean area, with regard to tick-borne diseases, is still poorly documented. Indeed, most of field studies only focused on animal pathogens such as Ehrlichia ruminantium, Babesia (bovis and bigemina) and Anaplasma marginale and questions about the risk of emergence or re-emergence of tick-borne diseases remain unanswered. Thus, it is crucial to develop efficient epidemiological surveillance tools that would enable the detection of new, known or unexpected pathogens present in ticks. In this context, the main objective of my thesis was to obtain an overview of pathogens of medical and veterinary interest present in Caribbean ticks using new high-throughput technologies. We first used a high-throughput sequencing approach to determine pathogens present in ticks (bacteria, parasites, and viruses) collected in Guadeloupe and Martinique. This analysis revealed a great diversity of pathogenic agents in our samples and highlighted the presence of four viruses belonging to new viral families recently described and associated with arthropods. Results of sequencing combined with data available in the literature allowed us to make the most exhaustive list of pathogens potentially transmitted by ticks and requiring health surveillance in the Caribbean area. From this pathogen inventory, we developed a system of high-throughput screening of infectious agents applicable to the whole Caribbean area. This molecular tool is a microfluidic system based on the BiomarkTM dynamic arrays technology (Fluidigm Corporation), which enables high-throughput real-time PCR to simultaneously detect 48-96 targets within 48 to 96 samples. Two different chips have been developed, one for bacteria and parasites monitoring, and one for viruses. Their efficiency was tested on tick samples collected in both Guadeloupe and Martinique. This large-scale screening provided a comprehensive overview of the epidemiological situation of 45 bacteria, 17 parasites and 31 viruses potentially transmitted by ticks in the French West Indies. The high-throughput detection tool developed during my thesis represents a major improvement in epidemiological surveillance technology, enabling the rapid and concomitant monitoring of a wide range of pathogens. It will soon be applied to high-throughput screening of infectious agents found in ticks collected throughout the Caribbean, including Trinidad and Tobago, St. Kitts, Barbados, and St. Lucia, thanks to the collaboration with the CaribVet network, and local veterinarians

No description available.

La distribution des sucres est un processus clé dans le développement de la plante et cours des interactions plantes/microorganismes.Une recherche des acteurs moléculaires impliqués dans la répartition des ressources carbonées au cours de l'interaction avec le champignon nécrotrophe B. cinerea a été réalisée. Plusieurs familles de transporteurs de sucres et d'invertases ont été ciblées, permettant d'établir une cartographie des gènes régulés transcriptionnellement lors de l'interaction. Le rôle de certains gènes candidats a été étudié par une approche de génomique fonctionnelle afin de mettre en évidence une fonction biologique de l'allocation du carbone dans la résistance de la plante aux champignons nécrotrophes. Un système d'interaction simplifié, basé sur un dialogue moléculaire sans contact physique entre une culture cellulaire d'A. thaliana et B. cinerea, a été développé. Il a permis de mesurer les flux de sucres ainsi que les activités enzymatiques et métaboliques pour chaque partenaire. Nos résultats montrent que B. cinerea entraine une forte augmentation de l'activité invertasique pariétale dans les tissus infectés, indiquant qu'une transition source/puits a lieu. Plusieurs transporteurs de sucres sont différentiellement exprimés, certains d'entre eux modulant le devenir de l'interaction. L'activité d'absorption d'hexoses et le métabolisme primaire des cellules hôtes sont fortement stimulés, démontrant l'importance de la compétition pour les sucres à l'interface plante/agent pathogène. En conclusion, l'absorption des sucres alimente le métabolisme énergétique des cellules hôtes et participe aux mécanismes de défense de la plante. / During plant development and upon pathogen infection, sugar allocation is a key process in plant physiology. Cell wall invertases and sugar transporters, involved in the sink strength, likely play a major role in the metabolic plant response. Molecular actors involved in carbohydrates allocation upon B. cinerea interaction have been identified using a transcriptional approach. Some gene families of sugar transporters and invertases have been targeted, allowing the establishment of a cartography of genes regulated during the interaction. To understand the biological role of carbon allocation during the interaction between plants and necrotrophic fungi, candidate genes have been studied using a functional genomics approach.A simplified interaction system has been developped, allowing a molecular dialogue between Arabidopsis and B. cinerea cells, without any physical contact. This system enables the monitoring of radiolabelled sugar uptake rates and some enzymatic and metabolomic activities for both the host cells and the pathogen, independently.Globally, our results demonstrate that B. cinerea infection leads to the transition from a source to a sink tissue, with a strong increase in cell wall invertase activity. The expression of some sugar transporter genes is also affected, while some of them (AtSTP1 and 13) are involved in the disease development. Besides the increase in hexose uptake activity, primary metabolism is deeply affected, highlighting the competition for apoplastic sugars that takes place at the plant/pathogen interface. Sugar retrieval appears to be a key process, fuelling host cells with energy and signal molecules, contributing to the plant defense mechanisms.

Les gens infectés par la rougeole subissent une suppression immunitaire. Ce mémoire porte sur l’influence de cette caractéristique de la rougeole sur un autre pathogène, ici la grippe. Il s’agit donc de modéliser la réponse immunitaire d’une interaction virus-virus, problème d’une grande pertinence durant la pandémie causée par le SRAS-CoV-2 alors que les interactions de celui-ci avec le virus de l’influenza demeurent à déterminer. Nous avons également que la grippe augmente la production d’autres pathogènes. Un modèle de chaque pathogène va être développé et analysé. On cherchera les points fixes, leurs conditions de stabilité et on observera quelques résultats numériques pour constater leurs évolutions dans le temps. Ensuite un modèle suivant l’évolution des deux pathogènes ayant infecté un individu au même moment sera conçu. Dans ce modèle nous inclurons les interactions d’un pathogène l’un sur l’autre pour déterminer théoriquement les effets chez les individus infectés à la fois par la grippe et la rougeole. On pourra par la suite comparer entre les différentes populations lorsqu’il n’y a aucune interaction et avec les différentes interactions entre les deux pathogènes. / People infected with measles experience immune suppression. This work focuses on the influence of this characteristic of measles on another pathogen, here the flu. We also have that the flu will increase the production of other pathogens in a co-infection model. Modeling the immune response to such virus-virus interaction is currently of signficant relevance, given the limited knowledge on SARS-CoV-2/influenza interactions. A model of each pathogen will be developed and analysed. We will look for the fixed points, conditions for their stability and we will observe some numerical results of their evolution over time. Then a model following the evolution of the two pathogens having simultaneously infected an individual will be designed. In this model we will include the interactions of the pathogens on each other to theoretically determine the effects in individuals infected with both influenza and measles. Then we can compare between the different populations when there is no interaction and with the different interactions between the two pathogens.

La viande de porc est l’un des produits alimentaires les plus consommés au monde. La demande pour des produits de viande salubres et de qualité par les consommateurs ne cesse d’augmenter à mesure que la consommation elle-même augmente. Pour pouvoir répondre à cette demande, la contamination microbienne doit être surveillée et maîtrisée. Il s’agit d’une préoccupation majeure pour les industries œuvrant en agroalimentaire, car la présence de bactéries pathogènes responsables de toxi-infections alimentaires chez les consommateurs est une menace pour la santé publique. De plus, la présence de bactéries d’altération rend la viande impropre à la consommation humaine et diminue la durée de vie des produits, entraînant un gaspillage alimentaire et des pertes économiques. La contamination initiale des carcasses de porc est un processus inévitable et se produit par l’apport continu de bactéries, particulièrement celles composant le microbiote (intestinal, oral) des porcs et de l’environnement de l’abattoir. Le contrôle de la qualité microbiologique et la description des communautés microbiennes retrouvées à la surface des carcasses et des viandes sont réalisés, en cultivant des micro-organismes indicateurs classiques tels que les bactéries aérobies mésophiles totales ou les entérobactéries. Aujourd’hui, de nouvelles approches existent pour caractériser l’ensemble des bactéries constituant un microbiote grâce à des méthodes de séquençage à haut débit dans le but d’en étudier toute sa diversité. Cependant, l’ensemble du microbiote des carcasses et des viandes, ainsi que sa diversité sont très peu connus en production porcine. Par conséquent, il y a un manque général d’information disponible sur la façon dont ce microbiote varie dans des conditions réelles de transformation et d’entreposage de la viande de porc. Ainsi, les principaux objectifs cette thèse étaient de décrire la variabilité du microbiote porcin retrouvé sur la surface des carcasses en fonction de la provenance de la ferme d’origine des animaux et des étapes du procédé d’abattage et celle du microbiote retrouvé sur la surface des viandes emballées sous vide en fonction des conditions d’entreposage, en plus de décrire la variation de ces microbiotes dans le temps. Pour cette thèse, trois échantillonnages ont été effectués dans un abattoir porcin au Québec, Canada. Des échantillons de surface de carcasses ont été prélevés à plusieurs étapes de la chaîne d’abattage et de transformation et ce, pendant plusieurs semaines. Des échantillons de longes de porc emballées sous vides et entreposées à plusieurs températures distinctes pendant 56 jours, pour imiter l’exportation de ces produits frais à l’étranger, ont également été prélevés. Des analyses microbiologiques classiques, à savoir le dénombrement d’indicateurs microbiens et la détection des bactéries pathogènes telles que Salmonella, ainsi que la caractérisation du microbiote via le séquençage de la région V4 de l’ARNr 16S sur la plateforme Illumina Miseq ont été réalisées. Globalement, les résultats ont montré que le microbiote de surface des carcasses de porc était similaire lorsque comparé après l’habillage des carcasse (jusqu’à la douche précèdent le refroidissement), et ce entre les zones basses (correspondant au cou) et hautes (correspondant au jambon), ainsi que selon l’origine des carcasses, provenant de différents élevages, abattues pendant une même journée. Le microbiote semblait être constitué de bactéries provenant du microbiote intestinal ou oral des porcs. À l’inverse, une différence entre les charges microbiennes était observée, avec des comptes bactériens plus élevés pour les indicateurs dans la partie correspondant au cou. Lorsque les microbiotes ont été comparés sur une période de quatre semaines, une plus grande diversité bactérienne a été observée sur les zones correspondant au jambon. La composition et la structure du microbiote à la surface des carcasses apparaissaient différentes selon les journées d’abattage et les différents quarts de production (matin vs après-midi). Après le refroidissement des carcasses, une diminution de la charge bactérienne ainsi que de la diversité ont été observées, telles qu’attendues, malgré le fait que la plupart des genres bactériens présents sur les carcasses avant le refroidissement ont également été détectés après ce même refroidissement. La caractérisation du microbiote de longes de porc emballées sous vide entreposées à des températures de −1,5°C et subissant des fluctuations de la température durant les 56 jours d’entreposage a démontré que la diversité, la composition et la structure du microbiote n’étaient pas impactées. Les communautés bactériennes identifiées sur les carcasses de porc avant et après le refroidissement, tels qu’Escherichia, Shigella et Lactobacillales_unclassified, semblaient contribuer au microbiote des longes tout au long de l’entreposage. Les résultats ont révélé que les microbiotes de longes de porc, similaires en début de l’entreposage, se différenciaient après 56 jours d’entreposage. Dans cette thèse, les faibles prévalences de Salmonella et de Listeria monocytogenes n’ont pas permis de décrire et d’identifier les changements du microbiote potentiellement associés à la présence de ces bactéries. La caractérisation du microbiote a néanmoins permis d’identifier des genres bactériens hébergeant des espèces reconnus pour être pathogènes pour l’humain, comme Campylobacter spp. et Yersinia spp. Les méthodes de contrôles pour assurer le contrôle de la qualité microbiologique mises en place à l’abattoir ne permettent pas de caractériser toute la contamination microbienne. Par conséquent, la description complète des communautés microbiennes retrouvées à la surface des carcasses et viandes de porc est importante pour déterminer le rôle des conditions de transformation primaire et d’entreposage dans la composition et la diversité du microbiote. Ce projet permet d’ouvrir sur de nouvelles perspectives pour un meilleur contrôle de la qualité microbiologique et une meilleure prévention de la contamination microbienne des carcasses et viandes de porc. / Pork is one of the most consumed food products in the world. Requests for quality safe and high pork meat products is increasing too, as the consumption itself continues to increase. To be able to meet these requests, microbial contamination must be controlled. This is a major concern for the pig industry as the presence of pathogenic bacteria is responsible for human foodborne infections, making it a public health issue, as well as the presence of spoilage bacteria render meat unsuitable for human consumption, leading to food waste and economic losses. During pig meat processing, the initial carcass contamination appears inevitable and bacteria from the digestive tract and from the slaughterhouse environment contribute to the contamination of the carcass surface, both jeopardizing food safety and meat shelf life. The control of microbiological contamination and the description of the microbial communities on the surfaces of pork carcasses and meats are performed using culture-dependent methods, such as counting total aerobic bacteria or Enterobacteriaceae. Currently, new approaches allow to describe and analyze the entire composition of a microbial community using high-throughput sequencing. However, few studies have described the composition and diversity of all bacterial populations on carcass surfaces and fresh pork products during processing. To address this lack of available information on how the microbiota varies under actual processing and storage conditions, this thesis aims to describe the variability of surface microbiota of pig carcasses according to the animal origin, stage of the slaughter process, the variability of surface microbiota of vacuum-packed pork meats according to storage conditions and to study the variations of these microbiota over time. In this thesis, three samplings were carried out in a pig slaughterhouse in the province of Quebec, Canada. Samples from the surface of pig carcasses were collected at several stages during primary processing, as well as samples from the surface of fresh vacuum-packed pork loins stored for 56 days and subjected to different temperature deviations, to mimic overseas exportation. Culture-dependent methods such as enumeration of traditional indicator microorganisms, detection of pathogenic bacteria such as Salmonella, as well as high-throughput sequencing of the V4 region of the 16S rRNA gene on the Illumina platform were performed. Results showed that the microbiota of the carcass surfaces sampled was similar following primary processing (until the final wash that precedes cooling) between samples from the top (ham) and the bottom areas (neck), and between different pig batches slaughtered the same day. Bacteria which seem to come from the gut and oral cavity of pigs mainly contribute to the carcass microbiota composition. Microbial counts were different between areas, higher bacterial counts were observed for the bottom area. However, when the microbiota was compared over a four-week period, a higher bacterial diversity was observed on top areas, and the microbiota composition and diversity found on the pig carcass surface appear different according to different visits and work shifts (morning vs afternoon). After cooling, a decrease in bacterial counts and diversity were observed, even if most bacterial genera present on carcasses before cooling were also detected afterward. The microbiota composition, diversity, and structure of vacuum-packed pork loin stored at −1.5°C (Control) and at different temperature deviations over 56 days were not statistically different. Bacterial communities identified on pig carcasses before and after chilling, such as Escherichia, Shigella and Lactobacillales_unclassified, seemed to contribute to the vacuum-packed pork loin microbiota during storage. Results revealed that the vacuum-packed pork loin microbiota from the eight batches sampled were different after 56 days of storage, even though they appeared similar at the beginning of this storage period. In this thesis, the low prevalence of Salmonella and Listeria monocytogenes did not allow us to describe any potential changes in the microbiota associated with the presence of these bacteria. However, sequencing analysis revealed the frequent presence of known foodborne pathogens like Campylobacter spp. and Yersinia spp. The control methods to ensure microbiological quality control implemented at the slaughterhouse do not allow to characterize all microbial contamination. Therefore, the complete description of the microbial communities from carcass and meat surfaces is important in determining the role of primary processing and storage conditions in the composition and diversity of microbiota. This study is a step forward in the better control and prevention of microbial contamination of meat products.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Cette thèse présente une vue d'ensemble complète de trois études qui ont évalué le potentiel d'utilisation du frass, matériau résiduel résultant de la bioconversion de la matière organique par les larves de la mouche soldat noire (LMSN), comme amendement organique en horticulture. Au cours de la première étude, des essais in vitro de superposition de cultures ont révélé la présence de microorganismes produisant des composés inhibant la croissance mycélienne des sept agents phytopathogènes (champignons/oomycètes) importants dans les extraits du frass et les extraits du régime de référence Gainesville (GV). Parmi les bactéries/champignons isolé(e)s du régime GV et du frass, la bactérie Bacillus velezensis, utilisée comme agent de lutte biologique, a montré une forte activité antifongique/anti-oomycète suggérant que cette bactérie présente dans le régime GV survive au processus d'élevage de LMSN et soit l'un des facteurs clés contribuant à l'activité antifongique/anti-oomycète du frass. Cela souligne l'importance des caractéristiques microbiennes de la matière première dans les propriétés antifongiques et anti-oomycètes du frass. La deuxième étude a comparé les caractéristiques du frass dérivé de deux régimes alimentaires différents : un régime à base de déchets de fruits/légumes/boulangerie complété par des déchets de brasserie (FVBB) et un régime GV. Les résultats ont démontré que les deux frass contenaient des éléments nutritifs essentiels, comparables aux engrais organiques disponibles commercialement. De plus, le frass provenant du régime FVBB ont présenté des effets d'antibiose, inhibant la croissance des pathogènes des plantes, tout en favorisant de meilleures performances des larves, une composition nutritionnelle et une réduction efficace des déchets. Dans la troisième étude, le potentiel du frass de LMSN à limiter le développement du flétrissement causé par Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) chez les plants de tomate a été étudié. Le frass provenant des régimes GV et FVBB a été pasteurisé à 70°C (pendant 1 heure) ou non avant d'être incorporé dans le milieu de culture des plants de tomate. Les résultats ont révélé que le frass provenant du régime GV, pasteurisé ou non, réduisait significativement la gravité du flétrissement causé par FOL et la colonisation des racines par le champignon pathogène comparativement au frass provenant du régime FVBB et au groupe témoin sans frass, tout en étant comparables au compost. De plus, l'étude a identifié des différences dans les communautés microbiennes de la rhizosphère associées au type de frass et à la pasteurisation, certaines familles bénéfiques étant associées à une réduction de la gravité de la maladie. Les trois études démontrent collectivement le potentiel du frass de LMSN comme amendement organique efficace pour la gestion des agents pathogènes des cultures horticoles. Le choix du régime d'élevage des larves influence considérablement l'activité antifongique du frass et son efficacité globale dans la lutte contre les maladies des plantes. / This thesis presents a comprehensive overview of three studies evaluating the potential use of frass, the residual material resulting from the bioconversion of organic matter by black soldier fly larvae (BSFL), as an organic amendment in horticulture. In the first study, in vitro culture overlay assays revealed the presence of microorganisms producing compounds inhibiting mycelial growth of seven important plant pathogens (fungi/oomycetes) in frass extracts and Gainesville diet (GV) extracts, a widely used reference diet. Among the bacteria/fungi isolated from the GV diet and frass, the bacterium Bacillus velezensis, used as a biological control agent, showed strong antifungal/anti- oomycete activity suggesting that this bacterium is present in the GV diet survives the BSFL rearing process and is one of the key factors contributing to the antifungal/anti-oomycete activity of frass. This highlights the significance of feedstock microbial characteristics in the frass antifungal and anti- oomycete properties and suggests the possibility of exploiting frass to control horticultural plant pathogens. The second study compared the characteristics of frass derived from two different diets: a fruit/vegetable/bakery waste-based diet supplemented with brewery waste (FVBB) and a GV reference diet. Results demonstrated that frass derived from both diets contained essential nutrients and elements, comparable to commercially available organic fertilizers. Moreover, frass from the FVBB diet also exhibited antibiosis effects, inhibiting the growth of plant pathogens, while also promoting better larval performance, nutritional composition, and efficient waste reduction. In the third study, the potential of BSFL frass to limit the development of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) in tomato plants was investigated. Frass derived from the GV and FVBB diets underwent pasteurization at 70°C (for 1 hour) and not before being incorporated into the growing medium of tomato plants. The results revealed that frass derived from GV diet, regardless of pasteurization, significantly reduced the severity of wilt caused by FOL and pathogen root colonization by the pathogenic fungus compared to frass derived from FVBB diet and the control group with no frass while being comparable with compost. Additionally, the study identified differences in rhizosphere microbial communities associated with the type of frass and pasteurization, with certain beneficial orders associated with the reduced disease severity. The three studies collectively demonstrate the potential of BSFL frass as an efficient organic amendment for plant pathogens management in horticultural crops. The choice of larval rearing diet significantly influences the frass antifungal activity and overall effectiveness in controlling plant diseases.

La résistance des bactéries à Gram négatif aux céphalosporines de troisième génération (C3G) et aux carbapénèmes constitue une menace de santé publique majeure à l’échelle mondiale. Ces β-lactamines à large spectre d’action sont spécifiquement utilisées dans le traitement des infections résistantes potentiellement mortelles causées par des bactéries multirésistantes. Le principal mécanisme de résistance aux C3G et aux carbapénèmes est l’acquisition de gènes encodant respectivement des β-lactamases à spectre étendu (BLSE) et des carbapénémases. Plusieurs études ont répertorié les principales β-lactamases responsables des épidémies dans de nombreux pays à savoir les types TEM, SHV et CTX-M pour les bactéries productrices de BLSE, et plus récemment les types IMP, KPC, NDM, OXA-48 et VIM pour les bactéries productrices de carbapénémases. L’Organisation mondiale de la Santé a recommandé des mesures contrôle et prévention et de contrôle afin de réduire le risque de transmission des bactéries à Gram négatif productrices de BLSE ou de carbapénémases. Ces stratégies incluent l’identification des bactéries productrices de BLSE et de carbapénémases par des méthodes diagnostiques rapides de même que la mise en place d’une surveillance épidémiologique des principaux gènes de résistance encodant à ces enzymes. Ce mémoire de maîtrise se présente en 2 volets. D’une part, le développement d’un essai PCR en temps réel pour la détection rapide et sensible des gènes encodant les principales carbapénémases. D’autre part, la réalisation d’une étude épidémiologique dans deux hôpitaux de la ville de Québec sur les principaux gènes de BLSE chez des souches cliniques résistantes aux céphalosporines de 3e génération. Ces résultats démontrent que ces approches moléculaires pourraient être utilisées dans les laboratoires de microbiologie clinique afin de faciliter la détection et la surveillance des bactéries productrices de BLSE et de carbapénémases. / The resistance of Gram-negative bacteria against third-generation cephalosporins (3GC) and carbapenems is a major public health threat worldwide. These antibiotics are used specifically in the treatment of life-threatening infections caused by multidrug-resistant bacteria. The acquisition of genes encoding for extended-spectrum β-lactamases (ESBL) and carbapenemases is the main mechanism of resistance to 3GC and carbapenems, respectively. Several studies have identified the main β-lactamases responsible for epidemics in many countries namely TEM, SHV, and CTX-M for ESBL-producing bacteria, and more recently IMP, KPC, NDM, OXA-48-type, and VIM for bacteria producing carbapenemases. The World Health Organization has recommended preventives measures to control and reduce the risk of transmission of Gram-negative bacteria producers of ESBL and carbapenemases. These strategies include the identification of ESBL and carbapenemases with rapid diagnostic methods as well as the establishment of epidemiological surveillance of major resistance genes for these enzymes. This master’s thesis is presented in two parts. On one hand, the development of a real-time PCR assay for rapid and sensitive detection of key genes encoding carbapenemases. On the other hand, an epidemiological study in two hospitals in Quebec City of genes coding for ESBL in clinical strains resistant to third generation cephalosporins. These results demonstrate that these molecular approaches could be used in clinical microbiology laboratories to facilitate the detection and monitoring of ESBL- and carbapenemases-producing bacteria.

Une exploration métabolique détaillée a été entreprise chez trois insectes sains ou subissant divers types de maladies soit des infections par Bacillus thuringiensis 3a3b, par polyédrie nucléaire (Baculovirus) ou par microsporidies (Protozoaires). Les Invertébrés expérimentés étaient trois insectes forestiers dévastateurs soit la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana C. (Lepidoptera : Tortricidae), la Livrée des forêts, Malacosoma disstria H. (Lepidoptera : Lasiocampidae) et le Diprion de swaine, Neodiprion swainei M. (Hymenoptera : Diprionidae). Cette étude avait pour but de déterminer les possibilités qu'offre la Biochimie clinique, d'une part pour comprendre les perturbations métaboliques que les micro-organismes examinés causent chez leurs hôtes et donc le mode d'action de ces entomopathogènes chez les insectes susceptibles, d'autre part pour définir les limites dans lesquelles se situent les constantes biologiques chez les trois insectes sains ou subissant les pathologies expérimentées. De plus, pour comparaison cette étude a été aussi réalisée chez ces insectes en inanition totale. Cette exploration biochimique a donc été accomplie sur l'hémolymphe et sur l'organisme entier des larves des insectes en question et ce, à l'aide des micro-méthodes couramment employées en chimie clinique. Ces, analyses ont porté principalement sur la composition ionique de l'hémolymphe, sur la teneur en réserves énergétiques (protéinestotales, lipides) et en différents métabolites (glucose, glycérol, azot euréique) ainsi que sur les activités de divers enzymes dans l'hémolymphe. Il a été ainsi constaté que chaque type de stress ou infection provoque des altérations métaboliques spécifiques chez l'hôte… / Montréal Trigonix inc. 2018

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le domaine médical a évolué drastiquement au cours des derniers siècles et la découverte du premier antibiotique, c'est-à-dire une substance qui est capable de détruire ou d'inactiver certains microorganismes, y a grandement contribué. Cette découverte a mené à une diminution du taux de mortalité causé par certaines bactéries pathogènes. Cependant, la commercialisation des antibiotiques a mené à une diversification des mécanismes de résistance par les bactéries. L'utilisation à large échelle des antibiotiques a favorisé l'émergence et le transfert de gènes de résistance aux antibiotiques (antibiotic resistance genes, ARGs) chez les bactéries. Cette résistance représente l'un des principaux enjeux de santé publique à l'échelle mondiale, en raison d'une recrudescence de maladies bactériennes qui ne répondent plus à ce traitement de première ligne. Cependant, on en sait très peu sur la dispersion des ARGs dans l'environnement et encore moins lorsqu'il s'agit de la distribution de ces gènes dans le Haut-Arctique, où les pressions climatiques risquent d'apporter plusieurs changements. L'objectif principal de ce projet est de caractériser, à l'aide d'approches métagénomiques, les ARGs des communautés microbiennes dans différents réservoirs environnementaux faisant partie d'un gradient d'influence anthropique en Arctique canadien, sur l'île de Cornwallis. Les objectifs spécifiques sont de caractériser les ARGs le long d'un continuum d'environnements influencés par l'humain (incluant un site impacté par des eaux usées) et de comparer leur distribution le long de ce gradient d'influence. Nous avons identifié des ARGs dans les tapis microbiens, l'eau du lac et les aérosols dans l'ensemble du bassin versant de Resolute Bay. Nous avons également constaté que les tapis microbiens de la région contaminée présentaient la plus grande diversité d'ARGs par rapport aux sites non contaminés. Bien que nous ayons identifiés les ARGs principalement dans les génomes bactériens, nos données suggèrent, pour la première fois, que certains virus géants sont capables d'héberger des ARGs. / The medical field has evolved dramatically over the last few centuries, and the discovery of the first antibiotic, a substance that can destroy or inactivate certain microorganisms, in 1928 was a major contributor. This discovery led to a decrease in the mortality rate caused by certain pathogenic bacteria. However, the commercialization of antibiotics has led to a diversification of various resistance mechanisms by bacteria. The widespread use of antibiotics has favored the emergence and transfer of antibiotic resistance genes (ARGs) in bacteria. Antibiotic resistance now represents one of the major global health crises due to an upsurge in bacterial-based diseases that no longer respond to this firstline treatment. However, very little is known about the dispersal of antibiotic resistance genes across different environments, and even less when it comes to the distribution of these genes in the High Arctic, where climate pressures are likely to increase the average temperature and disrupt existing microbial communities. The main objective of this project was to characterize, using metagenomic approaches, the ARGs of microbial communities in different environmental reservoirs along a gradient of anthropogenic influence in the Canadian Arctic on Cornwallis Island. The specific objectives were to characterize ARGs along a continuum of human-influenced environments (including sites impacted by sewage) and to compare their distribution along this gradient of anthropogenic influence. We identified ARGs in microbial mats, lake water and aerosols throughout the Resolute Bay watershed. We also found that microbial mats in the contaminated region had the highest diversity of ARGs relative to uncontaminated sites, and that this may be a remnant signal of the introduction of waste water. Although we identified ARGs predominantly in the genomes of bacteria, our data suggests, for the first time, that some giant viruses are capable of harbouring ARGs.