Les insecticides chimiques sont de plus en plus considérés comme des moyens de derniers recours pour lutter contre les populations de ravageurs, car ils augmentent considérablement les coûts de production et que leur usage abusif peut entraîner des effets néfastes sur la santé humaine, animale et environnementale. Dans ce contexte, la recherche de méthode alternative de lutte prend toute son importance afin de remplacer leur emploi par des outils à risque réduit. A l'instar de plusieurs autres insectes, certaines populations de la punaise terne, Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois) (Hémiptères: Miridés), qui est un ravageur cosmopolite, phytophage et d'importance économique en Amérique du Nord, sont résistantes à plusieurs pesticides chimiques actuellement homologués. Les microorganismes entomopathogènes occupent une place importante parmi les méthodes alternatives de lutte contre les insectes ravageurs. Le champignon Beauveria bassiana (Balsamo) Veuillemin, est un agent entomopathogène naturellement présent dans les écosystèmes. II offre un potentiel très intéressant pour contrôler les populations de la punaise terne. L'objectif général de cette étude était de mesurer l'impact de l'emploi des préparations insecticides à base de B. bassiana sur les populations de la punaise terne dans les vignobles. La première étape de notre démarche visait à déterminer, à l'aide d'épreuves biologique, la pathogénicité et la virulence (CL₅₀ et TL₅₀) des isolats INRS-CFL et INRS-1P de B. bassiana sur les populations adultes et nymphales de la punaise terne. Les résultats ont montré une susceptibilité des nymphes et des adultes de L. lineolaris soumis aux préparations à base de B. bassiana. La seconde étape de notre démarche, a consisté en l'étude comparative de l'effet de l'application de ces deux isolats de B. bassiana et de l'insecticide chimique cyhalothrin-λ (Matador®) sur les populations des adultes de la punaise terne dans les vignobles. Les résultats ont montré que les mortalités provoquées par B. bassiona étaient comparables à celles obtenues avec le cyhalothrin-λ. Ces résultats suggèrent l'utilisation d'une formulation à base de l'isolat lNRS-CFL de B. bassiana contre les populations adultes de la punaise terne avec une concentration de 5 x 10¹³ conidies/ ha. Nos résultats démontrent aussi que l'activité insecticide des conidies des isolats INRS-IP et INRS-CFL de B. bassiana est maintenue jusqu'a six jours suivant l'application. Des applications multiples sur une base hebdomadaire sont donc requises tout au long de la durée de floraison de la vigne si l'on désire maintenir une activité insecticide permettant de contrôler les populations de la punaise terne. En complément de l'objectif précédent, la troisième étape devait permettre de suivre la persistance des conidies de B. bassiana sur les feuilles de la vigne. La persistance des conidies semble être le facteur déterminant l'activité insecticide des préparations à base de B. bassiana. Ainsi, nos résultats montrent que les conidies des isolats INRS-IP et INRS-CFL de B. bassiana sont présentes durant six jours suite à leur application sur les feuilles des plants de la vigne. Ces résultats mettent en évidence la nécessité d'élaborer une formulation permettant d'accroître la persistance des conidies sur le feuillage augmentant ainsi l'efficacité des applications. La dernière étape avait comme objectif de déterminer l'effet des applications multiples de B. bassiana sur la survie des populations nymphales de L. lineolaris. Le suivi des populations nymphales de la punaise terne par la technique de frappe montre qu'il y a une diminution significative du nombre de nymphes vivantes en fonction du temps. Nos résultats au laboratoire et en champ de la vigne démontrent le fort potentiel de l'agent entomopathogène B. bassiana contre les populations de la punaise terne. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : La punaise terne, Beauveria bassiana, Épreuves biologique, Cyhalothrin-λ, Pathogénicité, Virulence, Activité insecticide, Persistence.

Le métapneumovirus humain (HMPV) est un virus responsable des infections aiguës des voies respiratoires chez l’enfant ainsi que chez l’adulte. Dans les populations à risque élevée, comme les jeunes enfants, les personnes âgées et les patients immuno-supprimés, le HMPV entraîne une morbidité et une mortalité importante. La pathogenèse de l'infection par le HMPV reste largement inconnue, mais des modèles animaux qui permettent l'étude de cette pathogenèse ont été développés. En effet, le modèle des souris BALB/c a déjà été développé dans le laboratoire du Dr Guy Boivin. Ce modèle murin nous a permis de démontrer que la protéine de fusion (F) contribue à la capacité réplicative du virus, mais qu’elle n’est pas la seule protéine responsable de la virulence de ce virus. De plus, nous avons démontré que le récepteur activé par les protéases (PAR1) contribue de manière significative à la pathogenèse du HMPV. Actuellement, aucun vaccin ou modalité thérapeutique spécifique contre le HMPV sont disponibles. Trois facteurs principaux ont entravé le développement d'un vaccin sûr et efficace contre le HMPV; 1) Le précédent d’une maladie accrue associée à l'utilisation de vaccins inactivées contre la rougeole et le virus respiratoire syncytial (HRSV) et la démonstration d’une maladie accrue suite à une vaccination avec le HMPV inactivé chez les animaux. 2) Le manque de protection à long terme induite par les vaccins contre le HMPV chez les animaux. 3) Notre compréhension limitée des contributions individuelles des protéines virales dans le développement de l'immunité contre le HMPV. En développant un vaccin sous-unitaire comprenant de la protéine F et la protéine de la matrice (M), nous avons démontré que la protéine M contribue de manière significative à la protection chez la souris immunisée. / Human metapneumovirus (HMPV) is an important etiological agent of acute respiratory tract infection in both children and adults. In high-risk populations, such as infants, elderly individuals and immunocompromised patients, HMPV causes significant morbidity and mortality. The pathogenesis of HMPV infection remains largely unknown, but animal models of HMPV infection have been developed that allow for the study of such pathogenesis. Indeed, the BALB/c mouse model of HMPV infection was previously developed in Dr Boivin’s laboratory. Using this murine model, we showed that the HMPV fusion (F) protein contributes to, but is not solely responsible for the replicative capacity and virulence of the virus and we demonstrated that the cellular protease-activated receptor-1 (PAR1) significantly contributes to HMPV pathogenesis. To date, no HMPV-specific vaccines or therapeutic modalities are available. Three major factors have haltered the development of a safe and effective HMPV vaccine; 1) the precedent of vaccine-enhanced disease associated with the use of HRSV and measles vaccines and the demonstration of vaccine-enhanced disease upon inactivated HMPV vaccination in animal models. 2) The lack of long-term protection induced by HMPV vaccines in animals. 3) Our limited understanding of the individual contributions of HMPV proteins to host immunity. By developing a subunit vaccine consisting of the HMPV F and matrix (M) protein, we demonstrate that the HMPV M protein significantly contributes to vaccine-induced protection in mice.

De 50 à 100 millions de cas de maladie de dengue sont recensés chaque année dans le monde. Le virus de la dengue présente aujourd’hui un problème de santé publique avec son émergence en Europe et particulièrement en France. L’infection par le virus peut être asymptomatique ou être responsable de trois pathologies: l’une avec des symptômes grippaux (DF), une autre avec des hémorragies modérées (DHF) et une dernière avec des hémorragies sévères entraînant un syndrome de choc (DSS).Les facteurs de l’hôte jouent un rôle important dans le développement de formes sévères mais les facteurs viraux impliqués restent peu décrits. Le but de ce travail de thèse était de mieux comprendre ces facteurs viraux au travers de l’étude des dynamiques de circulation de souches de dengue 3 génotype III en Afrique et de la caractérisation de trois souches de dengue de sérotype I du Cambodge. Ce travail nous a permis de mettre en évidence la circulation de variants pendant les épidémies, permettant de supposer que la présence de variants permet une meilleure dissémination, ainsi que des caractéristiques génotypiques et phénotypiques particulières in vitro aux souches associées aux formes hémorragiques et aux formes avec syndrome de choc chez l’homme. Ces travaux ont été complétés par le développement d’un système original de détection du virus de la dengue et des autres virus du genre Flavivirus. Ce travail de thèse a permis d’identifier de potentiels facteurs de virulence propres au virus, ouvrant la voie à la recherche sur le rôle de certaines protéines virales dans la pathogénicité. / From 50 to 100 million cases of dengue illness occurred every year in the world. Today, dengue virus is a public health problem with its emergence in Europe, particularly in France. DENV infection can be asymptomatic or be responsible for three distinct pathologies: one with flu-like symptoms (DF), another with moderate hemorrhage (DHF) and the last one with severe bleeding leading to shock syndrome (DSS). Host factors have an important role in the development of severe forms but implicated viral virulence factors stay not well described. The aim of this research work was to better understand these viral factors through study of dengue serotype 3 genotype III dynamics of circulation in Africa and through the characterization of three dengue serotype 1 strains in Cambodia. This work highlighted the circulation of variants during epidemics, allowing us to suppose that the presence of variants permits a better dissemination, as well as specific phenotypic and genotypic characteristics in vitro of strains associated with hemorrhagic forms or forms with shock syndrome in humans. These works were completed by the development of an original system of detection of dengue virus and other viruses of genus Flavivirus. This research work allowed identifying potential virulence factor specific to virus, opening the way for research on the role of certain viral proteins in pathogenicity.

La dengue est une maladie virale endémique dans les pays tropicaux. Bénigne dans sa forme classique (FC), elle peut être redoutable lors de complications associées à sa forme sévère (FS). Actuellement, l’établissement du pronostic d’évolution vers une dengue sévère est peu fiable. Afin d’identifier des marqueurs précoces d’évolution vers une forme sévère, une étude de caractérisation différentielle de plasmas FC et FS prélevés précocement, a été effectuée par différentes approches de protéomique. La protéine non-structurale NS1 est une des protéines virale associée à la pathogénicité. Une méthode de profilage des plasma utilisant la technologie SELDI-TOF/MS (Surface Enhanced Laser Desorption Ionization-Time of Flight/Mass Spectrometry) couplée à un anticorps monoclonal anti-NS1 a été utilisée afin d’identifier les ligands de cette protéine. La protéine NS1 a été détectée spécifiquement dans des plasmas de patients dengue. Aucun partenaire de la NS1 n’a pu être identifié. La méthode peut néanmoins être utilisée pour sérotyper les échantillons.Une analyse différentielle en ICPL (Isotope Coded Protein Labelling) des protéines plasmatiques de patients FC ou FS a permis d’identifier trois marqueurs potentiellement liés la sévérité de la maladie qui ont été validés en ELISA. La synthèse du virus mettant en jeu des partenaires cellulaires, le viroprotéome associé à chaque pathologie a été caractérisé par LC-MS/MS. Une méthode de purification du virus de la dengue a préalablement été mise au point sur un modèle in vitro. Cette méthode a ensuite été appliquée sur des pools de plasmas de patients prélevés en phase virémique. Des protéines virales ainsi que des protéines de l’hôte potentiellement associées aux virus ont été identifiées. Après analyse, une « empreinte » mettant en jeux des voies canoniques spécifiques a pu être déterminée pour les FS. Des ELISA ont été réalisés afin de valider le différentiel d’expression sur un choix de protéines.Au-delà de l’identification d’outils susceptibles d’aider les praticiens à poser un pronostic, ces études s’inscrivent dans la compréhension des mécanismes complexes qui sous-tendent le passage d’une FC à une FS. / Dengue is a endemic viral disease in tropical countries. If its classical form (CF) is benign, its severe form (SF) leads however to serious complications. Currently, the prognosis of severe dengue is unreliable. Differential proteomic studies on acute CF and FS plasma specimens were performed in order to identify early markers of progression to severe forms.The non-structural protein 1 (NS1) is a viral protein associated with pathogenicity. A method using SELDI-TOF/MS (Surface Enhanced Laser Desorption Ionization-Time of Flight/Mass Spectrometry) coupled to anti-NS1 monoclonal antibodies was developed in order to profile the proteins interacting with NS1 in plasma. Whereas NS1 protein was specifically detected in acute dengue plasma specimens, no NS1 ligand was identified. This method however allowed for sample serotyping.Plasma proteins of SF and CF patients were analyzed differentially using ICPL (Isotope Coded Protein Labeling). Three markers potentially related to disease severity were identified and validated by ELISA.As cellular partners are involved in virus biosynthesis, the viroproteome associated to each disease was characterized by LC-MS/MS. A method of dengue virus purification was first developed on an in vitro model. This method was then applied to pools of acute plasma of either CF or SF patients. We identified viral proteins as well as host proteins potentially associated with the viral particles. A footprint involving specific canonical pathways were subsequently identified in SF patients. Finally, a set of proteins found differentially expressed was validate by ELISA.Beyond identification of tools allowing assessment of dengue severity prognosis, these results give clues on the complex mechanisms underlying the transition from the CF to the SF.

Le métapneumovirus humain (hMPV) est un nouveau virus respiratoire identifié pour la première fois par un groupe hollandais en 2001. Ce pathogène viral cause principalement des infections aiguës des voies respiratoires, telles que des bronchiolites et des bronchites ainsi que des pneumonies chez les jeunes enfants, les personnes âgées et les individus immunocompromis. Au moment d’élaborer ce projet de doctorat, aucun modèle expérimental d’infection n’avait été développé, la pathogenèse associée à cette infection virale n’avait pas été étudiée et aucun traitement ou vaccin n’avait encore été approuvé chez l’humain ou même étudié in vivo. Bref, des lacunes majeures subsistaient en ce qui a trait à la compréhension et au traitement de l’infection par le hMPV. L’objectif principal de ce projet de doctorat était donc de développer un modèle expérimental d’infection chez le petit animal de laboratoire afin de caractériser la pathogenèse associée à l’infection virale et d’évaluer l’efficacité de différents traitements. Les résultats démontrent que la souris Balb/c et le «cotton rat» s’avèrent tous deux être de bons modèles d’infection pour l’étude de l’infection par le hMPV. Une importante réplication du virus ainsi que des changements histopathologiques caractérisés par une inflammation pulmonaire prononcée sont observés suite à l’infection virale. Cependant, la souris Balb/c est plus susceptible au hMPV que le rat, car le développement de symptômes cliniques significatifs n’est noté que chez ce premier. L’infection par le hMPV entraîne aussi une obstruction des voies respiratoires et une hyperréactivité bronchique significative. D’un côté thérapeutique, la ribavirine possède une importante activité antivirale contre le hMPV, puisque la réplication et l’inflammation associées à l’infection sont diminuées de façon significative suite à l’administration de l’agent antiviral. D’un côté prophylactique, les immunisations avec une préparation de hMPV complet inactivé couplée à un adjuvant représentent un danger potentiel, car elles provoquent une réponse inflammatoire exagérée suite à l’infection virale. Des vaccins sous-unitaires protéiques semblent être beaucoup plus sécuritaires et prometteurs. Les modèles expérimentaux développés lors de ce projet vont permettre de mieux comprendre la pathogenèse associée à l’infection par le hMPV et d’évaluer de façon plus complète l’activité de différents traitements thérapeutiques et prophylactiques. / The human metapneumovirus (hMPV) is a newly-described viral pathogen first reported in the Netherlands in 2001. HMPV is associated with acute respiratory tract infections in all age groups with more severe diseases such as bronchiolitis/bronchitis and pneumonia occurring in young children, elderly individuals and immunocompromised hosts. Before we started this project, no experimental models had been developed, the pathogenesis was not exhaustively described and no vaccines, chemotherapeutic agents, or antibody preparations had been approved for the prevention or treatment of hMPV infections in humans or even studied in vivo. The aim of this project was to develop an experimental animal model for hMPV infection to : 1-characterize the pathogenesis associated with this viral infection and 2-evaluate novel therapeutic or prophylactic modalities. The Balb/c mice and cotton rat are both permissive to hMPV infection. They support efficient viral replication in the lower respiratory tract and the infection is associated with significant lung inflammation. However, Balb/c mice are more susceptible to the infection, as we observe clinical symptoms such as weight loss and breathing difficulties characterized by significant airways obstruction and hyperresponsiveness only in this animal model. Ribavirin has shown antiviral properties against hMPV and significantly reduced viral replication and pulmonary inflammation. Immunizations with inactivated hMPV mixed with adjuvant induced a severe pulmonary disease following intra-nasal infection, as it has already been observed with other paramyxoviruses. Subunit vaccines seem safer preparations to pursue the development of hMPV vaccines. The Balb/c mice and cotton rat experimental models are great tools to better understand hMPV pathogenesis and also to evaluate different therapeutic and prophylactic modalities.

L’objectif de cette thèse a été d’enrichir nos connaissances sur les bactériesintracellulaires strictes et spécialement Coxiella burnetii, agent responsable de la fièvre Q.Pour ce faire, nous avons d’une part amélioré les techniques de préparation de l’ARN pourles études transcriptionnelles et d’autre part utilisé la technologie des puces à ADN pouranalyser le transcriptome ainsi que la diversité génomique de C. burnetii.L’utilisation d’échantillons cliniques dans les études transcriptionnelles est limitéepar la quantité de matériel disponible qui ne permet pas d’analyser simultanément les profilsdu pathogène et de son hôte au cours de l’infection. De ce fait, nous avons développé, sur unmodèle d’escarres obtenus à partir de malades de fièvre boutonneuse méditerranéenne, unestratégie basée sur l’hybridation soustractive pour séparer les ARN eucaryotes etprocaryotes dans le but d’entreprendre des hybridations de puces à ADN.C. burnetii est une bactérie hautement résistante aux stress environnementaux commele changement de pH, la dessiccation, mais aussi le changement de température. Nous avonsparticulièrement étudié la réponse précoce de C. burnetii lors d’une exposition à une hauteet faible température. L’analyse globale du profil transcriptionnel a montré que la réponsede C. burnetii était limitée et similaire pour les différents stress appliqués. Cependant,malgré cette faible réponse, il apparait clairement qu’une accumulation de ppGpp, un arrêtde la croissance et des modifications de la membrane et de la paroi cellulaire permettraient àC. burnetii de résister à ces stress. Toutes ces régulations géniques convergent vers unchangement d’état de la bactérie vers une forme pseudo-sporulée. De plus, nous avonsobservé une organisation spatiale des gènes différentiellement exprimés. Nos analyses bioinformatiquesont montré que ces clusters de régulation ne répondaient ni au paradigmepromoteur - facteur de transcription – opéron, ni à des réseaux biologiques. Ayant retrouvéce phénomène dans plusieurs autres études transcriptionnelles chez d’autres bactériesintracellulaires, nous spéculons que ces clusters de régulations pourraient être dus à unerégulation épigénétique qu’il reste à caractériser.Différentes méthodes de typage ont déjà été mises au point pour classer les isolats deC. burnetii dans le but d'explorer son pouvoir pathogène. Ici, nous présentons une méthodede génomotypage basée sur la présence ou l'absence de gènes à l'aide de puces à ADN.Nous avons testé notre stratégie de génomotypage sur 52 isolats provenant de différenteszones géographiques, de différents hôtes et de patients présentant différentes manifestationscliniques. L'analyse a révélé la présence de 10 génomotypes organisés en 3 groupes avecune topologie congruente à celle observée avec le Multi Spacer Typing. Nous avons aussidécouvert 4 génomotypes particulièrement associés à la fièvre Q aiguë, alors que tous lesgénomotypes étaient associés à la forme chronique. De plus, le génomotypage a révélé queles isolats retrouvés dans les tiques dures, y compris la souche de référence Nine Mileappartiennent au même genomotype.Globalement, les données que nous avons obtenues confirment le fait que les puces àADN sont un outil adapté pour l’analyse de la pathogénicité de C .burnetti mais aussi desautres bactéries intracellulaires strictes. Cependant, de nouvelles technologies plusrésolutives comme le DNA ou RNAseq semblent être plus prometteuses mais restent encoreà optimiser / The objective of this thesis was to increase knowledge of obligate intracellular bacteriaand specifically, the causative agent of Q fever C. burnetii. In this regard, we have improvedstrategies to purify RNA for the transcriptional studies. We also used the technologymicroarrays to analyze the transcriptome and genomic diversity of C. burnetii.The use of clinical samples in the transcriptional studies is limited by the amount ofmaterial available and thus the transcriptional profiles of the pathogen and its host duringinfection can not be simultaneously analyze. We developed, with a model of eschars obtainedfrom Mediterranean spotted fever patients, a strategy based on subtractive hybridization toseparate RNA eukaryotic and prokaryotic cells in order to perform microarray experiments.Analysis of the survival strategies used by this bacterium to adapt to new environmentalconditions is critical for our understanding of C. burnetii pathogenicity. Here, we report theearly transcriptional response of C. burnetii under temperature stresses. Our data show thatC. burnetii exhibited minor changes in gene regulation under short exposure to heat or coldshock. While small differences were observed, C. burnetii seemed to respond similarly to coldand heat shock. The expression profiles obtained using microarrays produced in-house wereconfirmed by quantitative RT-PCR. Under temperature stresses, 190 genes were differentiallyexpressed in at least one condition, with a fold change of up to 4. Globally, the differentiallyexpressed genes in C. burnetii were associated with bacterial division, (p)ppGpp synthesis,wall and membrane biogenesis and, especially, lipopolysaccharide and peptidoglycansynthesis. These findings could be associated with growth arrest and witnessed transformationof the bacteria to a spore-like form. Unexpectedly, clusters of neighboring genes weredifferentially expressed. These clusters do not belong to operons or genetic networks; theyhave no evident associated functions and are not under the control of the same promoters. Wealso found undescribed but comparable clusters of regulation in previously reportedtranscriptomic analyses of intracellular bacteria, including Rickettsia sp. and Listeriamonocytogenes. The transcriptomic patterns of C. burnetii observed under temperature stressespermits the recognition of unpredicted clusters of regulation for which the trigger mechanismremains unidentified but which may be the result of a new mechanism of epigenetic regulation.Different typing methods have been previously developed to classify C. burnetii isolatesin order to explore its pathogenicity. Here, we report a comprehensive genomotyping methodbased on presence or absence of genes using microarray. The genomotyping method was thentested on 52 isolates obtained from different geographic areas, different hosts and isolated frompatient with different clinical manifestations. The analysis reveals the presence of10 genomotypes organized in 3 groups with a topology congruent with that of Multi SpacerTyping. We also found out 4 genomotypes especially associated with acute Q fever whereas allthe genomotypes could be associated to chronic human infection. Serendipity, genomotypingreveals that hard ticks isolates including Nine Mile belong to the same genomotype.Overall, the data we obtained confirm that DNA microarrays are a suitable tool forexploring pathogenicity of C. Burnetti and other obligate intracellular bacteria. However newtechnologies such as DNAseq or RNAseq seem more promising but still need to optimize andalso are still expensive compared to microarray.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le genre Rickettsia, sont des petites bactéries Gram-négatives et symbiotes intracellulaires obligatoires des eucaryotes. Les Rickettsia sont surtout connus pour leur pathogénicité et pour provoquer des maladies graves chez l'homme et les autres animaux. À ce jour, 26 espèces valides de Rickettsies ont été identifiées dans le monde entier, dont 20 sont des agents pathogènes éprouvées. Toutes les espèces de Rickettsies validées sont associées à des arthropodes. Les phylogénies basées sur divers marqueurs moléculaires ont présenté des topologies discordantes, avec seulement R. bellii et R. canadensis qui ne sont classées ni parmi la fièvre boutonneuse groupe rickettsies, ni parmi le typhus groupe rickettsies. En utilisant les méthodes avancées de séquençage de génomes entiers, nous avons obtenu et analysé quatre séquences génomiques de Rickettsies : R. helvetica, R. honei, R. australis et R. japonica. Via la phylogénomique qui constitue une nouvelle stratégie permettant de mieux comprendre leur évolution, l'on remarque que ces micro-organismes ont subi une évolution génomique réduite au cours de spécialisation en intracellulaire. Plusieurs caractéristiques évolutives, comme le réarrangement des gènes, la réduction génomique, le transfert horizontal de gènes et l'acquisition d'ADN égoïste, ont formé les génomes Rickettsia d'aujourd'hui. Ces processus peuvent jouer un rôle important pour équilibrer la taille du génome afin de l'adapter au mode de vie intracellulaire. En outre, la pathogénicité des rickettsies peut être associée à la réduction génomique. / The Rickettsia genus is composed of small, Gram-negative, bacteria that are obligate intracellular eukaryotic symbionts. Members of the genus Rickettsia are best known for infecting and causing severe diseases in humans and other animals. To date, 26 valid Rickettsia species have been identified worldwide, including 20 that are proven pathogens. All validated Rickettsia species are associated to arthropods that act as vectors and/or reservoirs. The phylogenies based on various molecular markers have resulted in discrepant topologies, with R. bellii and R. canadensis being classified neither among spotted fever nor typhus group rickettsiae. In this thesis, using the advanced whole genomic sequencing methods, we have and analyzed the genomic sequences from four Rickettsia species, including R. helvetica, R. honei, R. australis and R. japonica. Phylogenomics constitute a new strategy to better understand their evolution. These microorganisms underwent a reductive genomic evolution during their specialization to their intracellular lifestyle. Several evolutive characteristics, such as gene rearrangement, reduction, horizontal gene transfer and aquisition of selfish DNA, have shaped Rickettsia genomes. These processes may play an important role in free-living bacteria for balancing the size of genome in order to adapt the intracellular life style. In addition, in contrast with the concept of bacteria becoming pathogens by acquisition of virulence factors, rickettsial pathogenecity may be linked to genomic reduction of metabolism and regulation pathways.

Un paradigme actuel en virologie est que les virus de plantes ne peuvent pas affecter les animaux vertébrés et ne sont pas pathogènes pour l'homme. Cependant, plusieurs éléments remettent en question ce paradigme. L'objectif de cette Thèse a été d'étudier si les tobamovirus peuvent être pathogènes chez l'homme. Ce manuscrit comprend :1) une revue de la littérature portant sur la présence et l'impact potentiel des virus de plantes chez les animaux dont l'homme. 2) une étude sur l'exposition humaine aux tobamovirus et les effets possibles Dans la région de Marseille, nous avons montré la présence du PMMoV dans 7.2% des selles de patients et dans 57 % des produits alimentaires à base de piment. De plus, la présence du PMMoV dans les selles de patients a pu être corrélée des signes cliniques. De plus, nous avons montré que le TMV infectieux était présent dans le tabac de toutes les cigarettes testées mais aussi dans 45 % des salives de fumeurs testées. 3) une étude in vivo. Suite à une inoculation intra-trachéal des souris avec du TMV, nous avons constaté que le virus persiste jusqu'à 14 jours dans le tissu pulmonaire et les macrophages pulmonaires. De plus, nous avons détecté du TMV dans le cytoplasme des macrophages murins jusqu'à 15 jours après inoculation. 4) une étude sur le mode de transmission du TMV à l'homme. Le TMV détecté dans la salive des fumeurs ne serait pas véhiculé par la fumée de cigarette, mais par contact avec du tabac infecté. Nos résultats suggèrent que la frontière entre virus de plantes et virus d'animaux n'est pas aussi stricte qu'il est communément admis et incitent à réévaluer l'éventuelle pathogénicité des phytovirus pour l'homme. / A current paradigm in virology is that plant viruses cannot affect vertebrates and are not pathogenic for humans. However, several recent findings challenge this paradigm. The aim of this thesis was to investigate whether tobamoviruses may be pathogenic in humans. This manuscript contains: 1) A review of the literature of the reasons why plant viruses may cross the border from plants to vertebrates and the possible impact of plant viruses in animals including humans. 2) A study on exposure to tobamovirus and possible effects of these viruses for humans. In the Marseille geographical area, we showed the presence PMMoV in 7.2% of stools from patients tested and in 57% of food products containing hot peppers. In addition, the presence of PMMoV in the stools of patients could be significantly correlated with clinical symptoms. Then, we showed that infectious TMV was present in the tobacco of all cigarettes tested and TMV RNA was detected in 45% of smokers' saliva tested. 3) In vivo study: mice intra-tracheal inoculation with TMV. The results showed the persistence until 14 days of viruses in the lung tissue and in lung alveolar macrophages of mice. In addition, we detected TMV in the cytoplasm of murine macrophages up to 15 days after inoculation. 4) A study of TMV transmission to humans through cigarette smoking. TMV does not seem to be vehicled by cigarette smoke to smoker's saliva but by direct contact with infected tobacco. Our results suggest that the boundary between plant viruses and animal viruses is not as strict as it is commonly accepted and prompt to reassess the potential pathogenicity of these plant viruses for humans.

Pseudomonas aeruginosa est un bacille opportuniste responsable d'infections graves. Sa pathogénicité repose sur de nombreux facteurs de virulence dont le système de sécrétion de type III (SSTT). Ce système est activé par le contact de la bactérie avec une cellule ou une déplétion calcique et permet l'injection de toxines directement dans le cytosol de la cellule. Différents phénotypes sont observés lors d'une infection pulmonaire dans le cas de la mucoviscidose : un phénotype inductible par le contact cellulaire ou la déplétion calcique et un autre non inductible.<br />En l'absence de mutations, cette dualité de phénotype peut être envisagée sous un aspect épigénétique.<br />A l'aide d'un outil informatique, nous avons déterminé les dynamiques possibles d'un modèle du SSTT supportant l'hypothèse de bistabilité et mis en évidence l'existence possible d'épigénèse. Grâce à cette méthode nous avons également définit les expériences permettant de tester cette hypothèse. Nous avons démontré qu'une modification épigénétique pouvait être à l'origine d'une acquisition stable de l'inductibilité du SSTT in vitro. Ce changement héréditaire de phénotype a été confirmé, in vivo, à l'aide d'un modèle d'infection pulmonaire aiguë.<br />Dans un second temps, nous avons mis en évidence une répression du SSTT à densité cellulaire élevée. Celle-ci est induite par un signal produit et sécrété par la bactérie. L'utilisation de mutants a permis de montrer que les signaux connus du quorum sensing ne sont pas impliqués dans cette répression. Ainsi, l'expression du SSTT dépend de la densité bactérienne et la répression à densité cellulaire élevée est induite par un mécanisme de type quorum sensing non connu.