Le génome est très organisé au sein du noyau cellulaire. Cette organisation et plus spécifiquement la localisation et la dynamique des gènes et chromosomes contribuent à l'expression génétique et la différenciation des cellules que ce soit dans le cas de pathologies ou non. L'exploration de cette organisation pourrait dans le futur aider à diagnostiquer et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. La conformation des chromosomes peut être analysée grâce au marquage ADN sur plusieurs sites et aux mesures de distances entre ces différents marquages fluorescents. Dans ce contexte, l'organisation spatiale du chromosome III de levure a montré que les deux types de cellules, MATa et MATalpha, sont différents. Par contre, les données issues de l'imagerie electronique sont bruitées à cause de la résolution des systèmes de microscope et du fait du caractère vivant des cellules observées. Dans cette thèse, nous nous intéressons au développement de méthodes de classification pour différencier les types de cellules sur la base de mesures de distances entre 3 loci du chromosome III et d'une estimation du bruit. Dans un premier temps, nous nous intéressons de façon générale aux problèmes de classification binaire à l'aide de SVM de grandes tailles et passons en revue les algorithmes d'optimisation stochastiques du premier ordre. Afin de prendre en compte les incertudes, nous proposons un modèle d'apprentissage qui ajuste sa robustesse en fonction du bruit. La méthode évite les situations où le modèle est trop conservatif et que l'on rencontre parfois avec les formulations SVM robustes. L'amplitude des pertubations liées au bruit qui sont incorporées dans le modèle est controllée par l'optimisation d'une erreur de généralisation. Aucune hypothèse n'est faite sur la distribution de probabilité du bruit. Seule une borne estimée des pertubations est nécessaire. Le problème peut s'écrire sous la forme d'un programme biniveaux de grande taille. Afin de le résoudre, nous proposons un algorithme biniveau qui réalise des déplacements stochastiques très peu coûteux et donc adapté aux problèmes de grandes tailles. La convergence de l'algorithme est prouvée pour une classe générale de problèmes. Nous présentons des résultats numériques très encourageants qui confirment que la technique est meilleure que l'approche SOCP (Second Order Cone Programming) pour plusieurs bases de données publiques. Les expériences numériques montrent également que la nonlinéarité additionnelle générée par l'incertitude sur les données pénalise la classification des chromosomes et motivent des recherches futures sur une version nonlinéaire de la technique proposée. Enfin, nous présentons également des résultats numériques de l'algorithme biniveau stochastique pour la sélection automatique de l'hyperparamètre de pénalité dans les SVM. L'approche évite les coûteux calculs que l'on doit inévitablement réaliser lorsque l'on effectue une validation croisée sur des problèmes de grandes tailles. / The genome is highly organized within the cell nucleus. This organization, in particular the localization and dynamics of genes and chromosomes, is known to contribute to gene expression and cell differentiation in normal and pathological contexts. The exploration of this organization may help to diagnose disease and to identify new therapeutic targets. Conformation of chromosomes can be analyzed by distance measurements of distinct fluorescently labeled DNA sites. In this context, the spatial organization of yeast chromosome III was shown to differ between two cell types, MATa and MATa. However, imaging data are subject to noise, due to microscope resolution and the living state of yeast cells. In this thesis, the aim is to develop new classification methods to discriminate two mating types of yeast cells based on distance measurements between three loci on chromosome III aided by estimation the bound of the perturbations. We first address the issue of solving large scale SVM binary classification problems and review state of the art first order optimization stochastic algorithms. To deal with uncertainty, we propose a learning model that adjusts its robustness to noise. The method avoids over conservative situations that can be encountered with worst case robust support vector machine formulations. The magnitude of the noise perturbations that is incorporated in the model is controlled by optimizing a generalization error. No assumption on the distribution of noise is taken. Only rough estimates of perturbations bounds are required. The resulting problem is a large scale bi-level program. To solve it, we propose a bi-level algorithm that performs very cheap stochastic gradient moves and is therefore well suited to large datasets. The convergence is proven for a class of general problems. We present encouraging experimental results confirming that the technique outperforms robust second order cone programming formulations on public datasets. The experiments also show that the extra nonlinearity generated by the uncertainty in the data penalizes the classification of chromosome data and advocates for further research on nonlinear robust models. Additionally, we provide the experimenting results of the bilevel stochastic algorithm used to perform automatic selection of the penalty parameter in linear and non-linear support vector machines. This approach avoids expensive computations that usually arise in k-fold cross validation.

Administration par voie orale.L’insulinothérapie permet aux diabétiques de réguler leur glycémie. La thèse s’inscrit dans le projet ORAIL Bis qui vise à développer un système d’administration orale d’insuline basé sur la double encapsulation de l’insuline. Le vecteur développé est composé d’une gélule contenant des particules (NP) d’insuline formulées à partir de chitosane (CS) par coacervation complexe ou d’acide (lactique-co-glycolique) (PLGA) par double émulsion. Les objectifs de la thèse sont de stabiliser les NP de chitosane par réticulation et lyophilisation, augmenter la biodisponibilité des NP de PLGA par mucoadhésion, les transposer à l’échelle industrielle. Les résultats ont montré que la combinaison des deux approches permet de réduire la taille des NP de CS, de maintenir une charge positive, de leur conférer une stabilité et une bioefficacité. La mucoadhésion n’a pas permis d’augmenter la biodisponibilité des NP de PLGA. Une charge négative permet d’améliorer leur efficacité biologique et sont transposable à échelle industrielle. L’encapsulation de ces NP dans une gélule a permis de valider in vivo le concept de double encapsulation de l’insuline. / Insulinotherapy helps diabetics to regulate their glycaemia. This thesis is part of the ORAIL Bis project which aims to develop an oral insulin delivery system based on the double encapsulation of insulin. The developed vector is composed of a capsule containing insulin loaded particles (NPs) formulated with chitosan (CS) by complex coacervation or poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA) by double emulsion solvent evaporation. The objectives of the thesis are to stabilize chitosan NPs by crosslinking and freeze-drying, increase the bioavailability of NPs PLGA by mucoadhesion and transpose them to the industrial scale. Results showed that the combination of both strategies reduces the size of CS NPs, maintain a positive charge, give them stability and bioefficacy. Mucoadhesion failed to increase the bioavailability of PLGA NPs. A negative charge allows to improve their biological efficacy and are transposed to industrial scale. The encapsulation of these NPs in an alginate capsule allowed to validate in vivo the concept of double encapsulation of insulin.

En raison de l'efficacité pour délivrer des antigènes directement dans le cytoplasme des CAPs in vivo, les vecteurs bactériens atténués et basés sur les propriétés du système de sécrétion de type 3 (SST3) attirent de plus en plus l'attention grâce à leur potentiel dans le développement des vaccins contre le cancer. Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable d'infections graves chez les personnes immunodéprimées, les grands brûlés et les patients atteints de la mucoviscidose. Cette pathogénicité repose sur de nombreux facteurs de virulence dont le SST3. Dans nos travaux précédents, le potentiel de souches atténuées de P. aeruginosa dans le domaine de la vaccination anti-tumorale a été démontré. Dans ce travail, nous avons optimisé des vecteurs vaccinaux basés sur le SST3 de P. aeruginosa pour des applications cliniques. Dans un premier temps, la performance de ces vecteurs bactériens a été améliorée en utilisant différents modèles de tumeurs murines. Ceci par : 1) l'ajout d'un épitope spécifique des lymphocytes CD4+ Th aux vecteurs; 2) l'application d'un modèle d'expression bi-antigénique aux vecteurs; 3) la construction de vecteurs induisant une réponse humorale. Dans un deuxième temps, la performance thérapeutique du vecteur bactérien a été optimisée par la modulation de la fréquence des injections et l'intervalle qui les sépare. Cette performance a été confirmée dans des modèles différents de tumeurs murines. Dans un troisième temps, un candidat qui pourrait être appliqué en clinique a été généré par l'adaptation d'un mutant (CHA-OAL) de P. aeruginosa totalement avirulent dans un milieu chimiquement défini. La très faible infectiosité de cette souche a été surmontée par en vaccinant à des emplacements multiples. Par la suite, le potentiel du vecteur bactérien dans l'immunothérapie humaine a été également évalué- dans un premiers temps-dans un modèle de souris humanisées (HHD). Enfin, nous avons observé qu'une immunité anti-vecteur pré-existante n'a pas d'effet sur l'efficacité de la vaccination par le vecteur bactérien. L'ensemble de nos résultats a mis en évidence le potentiel de nos vecteurs vivants et atténués de P. aeruginosa pour des applications dans des essais cliniques pertinents. / Due to the endowed effective ability to deliver antigen to cytoplasm of APCs in vivo, T3SS based attenuated bacterial vectors attracted more and more attention for their potential interest in cancer vaccine development. Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable d'infections graves chez les personnes immunodéprimées, les grands brûlés et les patients atteints de la mucoviscidose. Cette pathogénicité repose sur de nombreux facteurs de virulence dont le système de sécrétion de type III (SSTT). In our previous work, the potential of attenuated P. aeruginosa strains as the carriers for anti-tumor vaccination purpose has been reported. In this work, we would like to strengthen P. aeruginosa T3SS based vaccine vectors and direct the development of these bacterial vectors toward clinical applications. First, the performance of these bacterial vectors has been improved in different murine cancer models by: 1) adding one CD4+ Th epitope to vectors; 2) applying bi-antigen expression pattern to vectors; 3) constructing potential humoral response inducing vectors. Second, the therapeutic performance of bacterial vector has been optimized by modulating injection frequency and interval and then be confirmed in murine tumor models. Third, one clinically applicable candidate has been generated by adapting one totally avirulent P. aeruginosa mutant (CHA-OAL) in a chemically defined medium and the poor infectivity of this new strain has been overcome by vaccinations at multiple loci. Fourth, the potential of bacterial vector for human immunotherapy has been further evaluated in one first level humanized mice (HHD) model. Finally, we observed that the pre-existing anti-vector immunity didn't impair the vaccination efficiency of bacteria vector. Taken together, our results highlight the potentials of our live attenuated P. aeruginosa vectors for applications in relevant clinical trials.

L'utilisation des technologies haut débit est en train de changer aussi bien les pratiques que le paysage scientifique en microbiologie. D'une part la spectrométrie de masse a d'ores et déjà fait son entrée avec succès dans les laboratoires de microbiologie clinique. D'autre part, l'avancée spectaculaire des technologies de séquençage au cours des dix dernières années permet désormais à moindre coût et dans un temps raisonnable de caractériser la diversité microbienne au sein d'échantillons cliniques complexes. Aussi ces deux technologies sont pressenties comme les piliers de futures solutions de diagnostic. L'objectif de cette thèse est de développer des méthodes d'apprentissage statistique innovantes et versatiles pour exploiter les données fournies par ces technologies haut-débit dans le domaine du diagnostic in vitro en microbiologie. Le domaine de l'apprentissage statistique fait partie intégrante des problématiques mentionnées ci-dessus, au travers notamment des questions de classification d'un spectre de masse ou d'un “read” de séquençage haut-débit dans une taxonomie bactérienne.Sur le plan méthodologique, ces données nécessitent des développements spécifiques afin de tirer au mieux avantage de leur structuration inhérente: une structuration en “entrée” lorsque l'on réalise une prédiction à partir d'un “read” de séquençage caractérisé par sa composition en nucléotides, et un structuration en “sortie” lorsque l'on veut associer un spectre de masse ou d'un “read” de séquençage à une structure hiérarchique de taxonomie bactérienne. / Using high-throughput technologies is changing scientific practices and landscape in microbiology. On one hand, mass spectrometry is already used in clinical microbiology laboratories. On the other hand, the last ten years dramatic progress in sequencing technologies allows cheap and fast characterization of microbial diversity in complex clinical samples. Consequently, the two technologies are approached in future diagnostics solutions. This thesis aims to play a part in new in vitro diagnostics (IVD) systems based on high-throughput technologies, like mass spectrometry or next generation sequencing, and their applications in microbiology.Because of the volume of data generated by these new technologies and the complexity of measured parameters, we develop innovative and versatile statistical learning methods for applications in IVD and microbiology. Statistical learning field is well-suited for tasks relying on high-dimensional raw data that can hardly be used by medical experts, like mass-spectrum classification or affecting a sequencing read to the right organism. Here, we propose to use additional known structures in order to improve quality of the answer. For instance, we convert a sequencing read (raw data) into a vector in a nucleotide composition space and use it as a structuredinput for machine learning approaches. We also add prior information related to the hierarchical structure that organizes the reachable micro-organisms (structured output).

Ce travail porte sur l'étude d'un oscillateur de puissance contrôlé en tension en ondes millimétriques. L'objectif de la thèse est de concevoir cet oscillateur pour la bande de fréquence utilisée dans les standards IEEE 802.15.3c, IEEE 802.11ad et ECMA TC48, à savoir 56GHz-65GHz. Le principe de l'oscillateur de puissance est développé autour d'un amplificateur de puissance rebouclé pour engendrer un système oscillant. L'amplificateur de puissance développé est un amplicateur à deux étages. Celui de puissance est de classe E et le driver est de classe F. La boucle de retour est basée sur un vecteur-modulateur. Les circuits ont été fabriqués en technologie CMOS 65nm de STMicroelectronics. / This PhD thesis deals with a Power Voltage Controlled Oscillator (VCO) in millimeter waves. The aim is to design this Power VCO in the frequency band used in the standards IEEE 802.15.3c, IEEE 802.11ad and ECMA TC48, meaning from 56GHz to 65GHz. The principle of this oscillator is developed around a power amplifier in a loop, generating an oscillating system. The power amplifier is developed in a two-stage topology. The power stage is composed with a 60GHz class E cascoded amplifier and the driver stage is composed of a 60GHz class F amplifier. The feedback of the loop is based on a vector-modulator. The circuits have been realised in 65nm CMOS technology from STMicroelectronics.

Le moustique Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus 1762) a été introduit dans les Amériques depuis le continent africain il y a environ 400 ans. Actuellement, cette espèce est la principale responsable des épidémies de dengue et de chikungunya dans la zone pantropicale et sa large répartition a très probablement joué un rôle important dans l’expansion récente du virus Zika. La biologie d’Ae. (Stg.) aegypti est particulièrement bien connue, ce qui n’est pas le cas de son écologie, en particulier de ses interactions avec les communautés résidentes. En adoptant une démarche pluridisciplinaire je me suis intéressé à la contribution relative des facteurs biotiques et abiotiques ainsi que de certains processus évolutifs dans la distribution de cette espèce à différentes échelles en Guyane française.Dans un premier temps j’ai participé à la révision des connaissances fondamentales sur la diversité des moustiques de Guyane. En alliant la taxonomie classique et moléculaire, cette étape a permis de découvrir plusieurs nouvelles espèces et de mettre en place des outils adaptés à la gestion de ce type de données, notamment pour une utilisation future.Dans un second temps la structuration spatio-temporelle des communautés résidentes de macro-invertébrés aquatiques a été étudiée en milieu urbain. Cela a permis de mettre en évidence l’existence d’interactions antagonistes et mutualistes avec les taxons des communautés résidentes. En particulier, le moustique autochtone Limatus durhamii Theobald 1901 semble empêcher l’établissement durable d’Ae. (Stg.) aegypti dans les milieux faiblement urbanisés via un mécanisme d’exclusion compétitive. / The mosquito species Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus 1762) was introduced into the Americas some 400 years ago from the African continent. Currently, this species is the primary agent behind dengue and chikungunya outbreaks in the pan-tropical area and its widespread distribution has likely played an important role in the recent expansion of the Zika virus. The biology of Ae. (Stg.) aegypti is particularly well known, which is not the case for its ecology. By adopting a cross-disciplinary approach I attempted to understand the relative contribution of biotic and abiotic factors as well as some evolutionary processes in the distribution of this species at the local and regional scales in French Guiana.Initially, I was interested in revising the core knowledge concerning the diversity of mosquitoes in French Guiana. By combining traditional and molecular taxonomy, this step allowed my colleagues and I to discover several new species and to create the appropriate tools to manage this type of entomological data.Secondly, we studied the spatio-temporal structure of resident aquatic macroinvertebrate communities in urban areas. This highlighted the existence of antagonistic and mutualistic interactions. In particular, the native mosquito Limatus durhamii Theobald 1901 appears to prevent the sustainable establishment of Ae. (Stg.) aegypti in slightly urbanized environments via a mechanism of competitive exclusion.

Les glioblastomes (GBMs) sont des tumeurs cérébrales au pronostic défavorable. La résistance aux thérapies actuelles et la rechute des GBMs pourraient être due à l'existence de cellules aux propriétés souches. L'objectif de ma thèse a été la caractérisation des cellules souches de GBMs (CSGs) isolées à partir de tumeurs. L'analyse du profil souche et de pluripotence des CSGs a montré qu'elles sont maintenues dans un état souche par SOX2 et que COL1A1 et IFITM1 peuvent être des cibles thérapeutiques potentielles. L'étude de la radiosensibilité des CSGs à travers l'analyse des courbes de clonogénicité a mis en évidence deux groupes dont un «atypique» pouvant être composé de sous-populations de cellules aux radiosensibilités différentes qu'il conviendra de caractériser. L'étude de la réparation a mis en évidence deux autres groupes dont un ayant un fort potentiel de réparation qui exprime plus fortement le gène RAD51 après irradiations. Le traitement par un inhibiteur spécifique de RAD51 ralentirait la capacité de réparation de ces cellules. Malgré cette hétérogénéité, l'inhibition de la voie Hedgehog (HH) par un vecteur glucuronylé de la cyclopamine, activé par le microenvironnement tumoral, inhibe la prolifération et l'auto-renouvellement des CSGs in vitro et ralentit la croissance tumorale in vivo. La voie HH semble être une cible thérapeutique intéressante commune à toutes les CSGs. Néanmoins, il est nécessaire de prendre en compte l'hétérogénéité dans les populations tumorales pour le développement de la médecine personnalisée. / Glioblastomas (GBMs) are brain tumors with a poor prognosis. Their resistance to current therapies and the occurrence of tumor relapse may be related to the existence of cells bearing stem cell characteristics. The aim of this PhD research was to characterize glioblastoma stem cells (GSCs) having been isolated from tumors. Analysis of the stemness and pluripotency profiles of GSCs indicated that their stemness states are maintained by SOX2 and that COL1A1 and IFITM1 may be potential therapeutic targets. Clonogenic studies of GSC radiosensitivity underscored the presence of two groups, one of them composed of sub-populations of cells with different degrees of radiosensitivity that have yet to be fully characterized. Study of DNA repair capacity highlighted two additional groups including one with high repair potential overexpressing the RAD51 gene after 4Gy. However, treatment with RAD51 inhibitor is likely to slow down repair of GSC lesions. Notwithstanding GSC heterogeneity, in our study inhibition of the Hedgehog pathway (HH) by a cyclopamine glucuronid prodrug, activated by the tumor microenvironment, inhibited in vitro proliferation and self-renewal in all the GSCs tested and slowed down tumor growth in vivo. Hence, HH pathway appears to be conserved among GSCs and constitutes an interesting potential therapeutic target. With regard to the development of personalized medicine, it is nevertheless highly advisable to take into account the pronounded heterogeneity of tumor populations.

Spiroplasma citri est un mollicute phytopathogène transmis de plante à plante par des cicadelles du genre Circulifer selon un mode persistant circulant-multipliant. Les franchissements de l’épithélium intestinal et des glandes salivaires sont basés sur un mécanisme d’endocytose/exocytose. Ce processus d’invasion met en jeu, au sein de complexes protéiques, des protéines bactériennes spécifiques qui reconnaissent des motifs déterminés présents à la surface des cellules eucaryotes. La recherche de protéines de l’insecte vecteur interagissant avec S. citri a notamment conduit à l’identification de l’actine. Cette interaction a pu être confirmée à la fois in vitro et in vivo. L’interaction de l’actine avec son partenaire chez S. citri, qui s’est avéré être la phosphoglycérate kinase (PGK), est impliquée dans l’internalisation du spiroplasme dans les cellules de l’insecte. La région minimale de liaison à l’actine de la PGK a également été déterminée.La réalisation d’un mutant de S. citri dépourvu de PGK a été entreprise avec le plasmide navette pGOT mais n’a pas permis la sélection de spiroplasmes mutés dans ce gène essentiel. Néanmoins, la recherche de l’évènement de recombinaison chez les clones obtenus a permis de mettre en évidence la mutation de deux gènes chez ces derniers.L'ensemble des protéines impliquées dans la transmission du spiroplasme, identifiées au préalable chez ce dernier, n’étant pas essentielle au cours de ce processus, une étude préliminaire des complexes multi-protéiques contenant plusieurs de ces protéines a été réalisée. L’identification de complexes impliquant à la fois la PGK, la P32 et les ScARPs pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes régissant la vection de S. citri par son insecte. / Spiroplasma citri is a phytopathogenic mollicute transmitted from plant to plant by leafhoppers of the genus Circulifer in a persistent and propagative manner on condition to cross the intestinal and salivary glands barriers of the insect. These crossings are based on a endocytosis/exocytosis mechanism which involves bacterial protein complexes in order to recognize specific patterns on the surface of eukaryotic cells.Specific molecular interactions between S. citri proteins and those of C. haematoceps were investigated using far Western technology and had notably led to the identification of actin. This interaction has been confirmed both in vitro and in vivo. The interaction of actin with his partner in S. citri, which has been identified as the phosphoglycerate kinase (PGK), is involved in the internalization of spiroplasma into the insect cells. The minimal actin-binding region of PGK was also determined.The realization of a S. citri PGK mutant was carried out using the shuttle plasmid pGOT but the selection of spiroplasmas mutated in this essential gene failed. Nevertheless, findings in the localization of recombination events in S. citri chromosome, allowed us to identify mutations in two genes that could be tested in our experimental transmission system.The set of proteins involved in the spiroplasmal transmission, previously identified as non essential proteins in the invasion process, prompted us to study the role of multi-protein complexes containing several of these proteins. Identification of complexes involving both the PGK, the P32 and ScARPs should enable us to better understand mechanisms governing the transmission of S. citri by its insect.

A. phagocytophilum, une bactérie transmise par les tiques, est responsable de l’anaplasmose granulocytaire, une maladie émergente qui infecte une large gamme de mammifères dont l’homme. Actuellement, la description des cycles épidémiologiques de cette bactérie est incomplète. L’objectif de cette thèse est de caractériser la diversité génétique d’A. phagocytophilum chez différentes espèces d’hôtes, afin de déterminer quelles espèces participent au même cycle épidémiologique. D’abord, nous avons caractérisé la diversité génétique d’A. phagocytophilum chez les animaux domestiques malades à l’aide d’une MLSA. Nous avons identifié trois groupes de génotypes infectant les bovins, dont un groupe est partagé avec les chevaux et les chiens, et un avec les chevreuils. Ensuite, nous avons recherché quelles espèces de tiques pouvaient transmettre la bactérie, et quels pouvaient être les réservoirs parmi les mammifères sauvages. En Camargue, un génotype au fort potentiel zoonotique a été identifié chez cinq espèces de tiques du genre Rhipicephalus, Dermacentor et Hyalomma. La prévalence chez des rongeurs suggère qu’ils peuvent être réservoirs, mais la présence de génotypes infectant les bovins chez les mulots est à vérifier. Enfin, la comparaison des génotypes obtenus chez les tiques et les chevreuils par séquençage 454, a montré que la contribution des chevreuils à l’infection des tiques était faible sur le site des Vallons de Gascogne. L’absence de rongeurs infectés sur ce site suggère que d’autres mammifères réservoirs sont présents. Cette étude montre la complexité des cycles d’A. phagocytophilum et l’intérêt des outils moléculaires. / A. phagocytophilum, a tick-borne bacterium, is responsible of the granulocytic anaplasmosis, an emerging disease that infects a large range of mammals including humans. Currently, the description of the epidemiological cycles of this bacterium is incomplete. The objective of this thesis was to characterize the genetic diversity of A. phagocytophilum in different host species to determine those involved in the same epidemiological cycle. First, we characterized the genetic diversity of A. phagocytophilum in sick domestic animals with a MLSA. We identified three groups of genotypes infecting cattle, including one group shared with horses and dogs, and another shared with roe deer. Then, we investigated what species of ticks can transmit the bacteria, and what wild mammals could be reservoirs. In Camargue, a genotype with high zoonotic potential was identified in five species of ticks of the genus Rhipicephalus, Dermacentor and Hyalomma. The prevalence in French rodents suggests that they may be reservoir hosts, but the presence of genotypes infecting cattle in rodents must be checked. Finally, comparing the bacterial genotypes in ticks and roe deer by 454 sequencing, showed that the contribution of the roe deer to tick infection was low in the site of “Vallons de Gascogne”. The absence of infected rodents in this location suggests that other reservoir mammals are present. This study demonstrates the complexity of the A. phagocytophilum cycle and the contribution of molecular tools.

La communauté Rurale de Mont-Rolland (région de Thiès, Sénégal) est un foyer endémique de leishmaniose canine décrit depuis 1970. Des études épidémiologiques récentes ont montré que l'agent étiologique est Leishmania (Leishmania) infantum et que le cycle de transmission est bien établi sur l'ensemble de la commune, avec plus de 30% des chiens et plus de 20% des hommes séropositifs. Néanmoins, malgré les différentes études épidémiologiques, le vecteur reste toujours inconnu. Jusqu'à présent, aucune espèce de Phlebotomus, connue pour être vecteur de L. infantum (sous genre Larroussius et secondairement Adlerius), n'a été identifiée au Sénégal. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse était d'identifier les vecteurs potentiels de la maladie et de caractériser le cycle de transmission de la leishmaniose canine par des études écologiques, parasitologiques et moléculaires des populations de phlébotomes. Ainsi, 7442 spécimens de phlébotomes ont été récoltés par piégeage adhésif, piégeage lumineux et par pulvérisations intradomiciliaires d'insecticides pyréthrinoïdes. Neuf espèces de phlébotomes ont été identifiées : deux appartiennent au genre Phlebotomus, P. duboscqi (vecteur de la leishmaniose cutanée au Sénégal) et P. rodhaini, les autres espèces appartiennent au genre Sergentomyia, S. adleri, S. clydei, S. antennata, S. buxtoni, S. dubia, S. schwetzi, et S. magna. La distribution spatiale des phlébotomes est hétérogène selon le village, selon l'écosystème et l'environnement de capture. Les études parasitologiques et les études moléculaires (PCR diagnostique de Leishmania) ont révélé trois espèces de Sergentomyia infectées par L. infantum, S. dubia (dissection et PCR), S. schwetzi (dissection et PCR) et S. magna (PCR). Il faut noter que plus de 2% des individus femelles à jeun testées étaient PCR positives, soulignant la survie des parasites chez ces espèces après la digestion. Toutes les autres espèces étaient négatives aussi bien en dissection qu'en PCR. Les analyses statistiques ont montré : que la distribution de S. dubia est significativement associée à la séroprévalence chez les chiens, que les individus de S. schwetzi positifs en PCR sont significativement associés à la séroprévalence chez le chien, qu'il y a un effet significatif du nombre de phlébotomes positifs en PCR (les 3 espèces confondues) sur la séroprévalence chez l'homme. Toutes ces données démontrent pour la première fois que 3 espèces du genre Sergentomyia, S. dubia, S. schwetzi et probablement S. magna, sont les vecteurs de la leishmaniose canine dans le foyer de Mont-Rolland. Ces résultats remettent en question le dogme qui stipule que seul le genre Phlebotomus serait capable de transmettre le parasite Leishmania dans l'Ancien-Monde. L'étude du comportement et de la distribution de ces trois espèces et de leurs spécimens infectés nous ont permis de proposer un modèle de transmission dans ce foyer. / AbstractThe rural community of Mont-Rolland (Thiès, Sénégal) is an endemic focus of canine leishmaniasis described since 1970. Recent epidemiological studies showed that the causative agent is Leishmania infantum with well established transmission cycle throughout the area. However, despite the several epidemiological studies, the vector species is still unknown. So far, no species of Phlebotomus belongs to Larroussius and Adlerius subgenera, known as vector of L. infantum, was identified in Senegal. In this context, the main objective of this thesis was to identify potential vectors of the disease and to characterize the cycle of canine leishmaniasis transmission by ecological, parasitological and molecular studies on sandfly populations. Thus, 7442 specimens were collected by sticky traps, light traps and indoor spraying with pyrethroid insecticide from different environments (intradomiciliary, peridomiciliary, culture area, isolated area) and different villages and ecosystems (sandy soils, lateritic gravel soils and sandy clay soils). Nine species of sand flies were identified; two belong to the Phlebotomus genus, P. duboscqi (vector of cutaneous leishmaniasis in Senegal) and P. rodhaini, the other species belong to the Sergentomyia genus, S. adleri, S. clydei, S. antennata, S. buxtoni, S. dubia, S. schwetzi, and S. magna. Two species of the Phlebotomus genus were significantly underrepresented (292 specimens) compared to species of the Sergentomyia genus (7150 specimens). The spatial distribution of sand flies is heterogeneous depending on the village, the ecosystem and environment, suggesting that several species are capable of transmitting the parasite. Parasitological and molecular studies (diagnostic PCR of Leishmania) revealed that three species of Sergentomyia were infected with L. infantum, S. dubia (dissection and PCR), S. schwetzi (dissection and PCR) and S. magna (PCR). It is worth noting that more than 2% of un-fed females of these species were PCR-positive, emphasizing the survival of parasites after digestion. All other species were found to be negative in both PCR and dissection. In addition, statistical analysis showed that 1) the distribution of S. dubia is significantly associated with seroprevalence in dogs, 2) PCR-positive individuals of S. schwetzi are significantly associated with seroprevalence in dogs, 3) there is a significant effect of PCR-positive sand flies (all species considered) on seroprevalence in humans. All these data demonstrated for the first time that three species of Sergentomyia, S. dubia, S. schwetzi and probably S. magna, are the vectors of the canine leishmaniasis in the Mont-Rolland commune. The results presented in this study challenge the dogma which states that only the Phlebotomus genus would be capable of transmitting Leishmania parasites in the Old World. The behaviour and distribution of these three species and their infected specimens allowed us to propose a model of transmission in the focus.