Academic literature on the topic 'Crassostrea gigas – Immunologie'

Nocardia crassostreae is a novel pathogen responsible for infections in oysters (Crassostrea gigas) and mussels (Mytilus galloprovincialis). N. crassostreae is also responsible for nocardiosis both in immunocompetent and immunocompromised patients. We investigated N. crassostreae DNA in mussels grown in marine sites of the Mediterranean Sea in the Campania Region. We examined 185 mussel pooled samples by droplet digital PCR (ddPCR) and real-time quantitative PCR (qPCR), each pool composed of 10 mussels and 149 individual mussels. ddPCR detected N. crassostreae DNA in 48 mussel pooled samples and in 23 individual mussel samples. qPCR detected N. crassostreae DNA in six pooled samples and six individual mussel samples. The two molecular assays for the detection of N. crassostreae DNA showed significant differences both in the pooled and in individual samples. Our study demonstrated that ddPCR outperformed real-time qPCR for N. crassostreae DNA detection, thus confirming that ddPCR technology can identify the pathogens in many infectious diseases with high sensitivity and specificity. Furthermore, in individual mussels showing histological lesions due to N. crassostreae, the lowest copy number/microliter detected by ddPCR of this pathogen was 0.3, which suggests that this dose could be enough to cause infections of N. crassostreae in mussels.

Calcium transport is essential for bivalves to be able to build and maintain their shells. Ionized calcium (Ca 2+ ) is taken up from the environment and eventually transported through the outer mantle epithelium (OME) to the shell growth area. However, the mechanisms behind this process are poorly understood. The objective of the present study was to characterize the Ca 2+ transfer performed by the OME of the Pacific oyster, Crassostrea gigas, as well as to develop an Ussing chamber technique for the functional assessment of transport activities in epithelia of marine bivalves. Kinetic studies revealed that the Ca 2+ transfer across the OME consists of one saturable and one linear component, of which the saturable component fits best to Michaelis–Menten kinetics and is characterized by a K m of 6.2 mM and a V max of 3.3 nM min −1 . The transcellular transfer of Ca 2+ accounts for approximately 60% of the total Ca 2+ transfer across the OME of C. giga s at environmental Ca 2+ concentrations. The use of the pharmacological inhibitors: verapamil, ouabain and caloxin 1a1 revealed that voltage-gated Ca 2+ -channels, plasma-membrane Ca 2+ -ATPase and Na + /Ca 2+ -exchanger all participate in the transcellular Ca 2+ transfer across the OME and a model for this Ca 2+ transfer is presented and discussed.

Cell culture provides useful model systems used in a wide range of biological applications, but its utility in marine invertebrates is limited due to the lack of immortalised cell lines. Primary cell and tissue cultures are typically used but remain poorly characterised for oysters, which can cause issues with experimental consistency and reproducibility. Improvements to methods of repeatable isolation, culture, and characterisation of oyster cells and tissues are required to help address these issues. In the current study, systematic improvements have been developed to facilitate the culture of primary cells from adult Pacific oyster tissues and identify novel cell morphologies that have not been reported previously. Cultures analysed by light microscopy, qPCR, and live cell imaging demonstrated maintenance of live, metabolically active Pacific oyster cells for several weeks post-explant. Interestingly, whole hearts dissected from adult oysters were found to continue contracting rhythmically up to 8 weeks after being transferred to a tissue culture system. Mantle tissue explants were also actively moving in the culture system. These improvements in primary cell culture of bivalves may be beneficial for research in ecotoxicology, virology, immunology, and genetic resistance to disease.

L'huître du Pacifique, Crassostrea (Magallana) gigas, est un mollusque bivalve d'une importance écologique et économique majeure, et constitue désormais une espèce modèle émergente dans l'étude de l'immunité innée des bivalves. Ces dernières années, les élevages d'huîtres ont été confrontés à des épisodes de mortalités massives, exacerbés par le changement climatique et les activités anthropiques. Ces mortalités, bien que multifactorielles, partagent un point commun : la capacité des pathogènes (virus et bactéries) à échapper aux défenses immunitaires des huîtres, entraînant des septicémies souvent fatales. Alors que chez les vertébrés, et particulièrement l'Homme, les cellules immunitaires sont bien caractérisées, la diversité et la spécialisation fonctionnelle des hémocytes chez C. gigas restent encore une boite noire apprement débattue au sein de la communauté scientifique. Ce manque de connaissances entrave la compréhension des interactions hôte-pathogènes, limitant ainsi le développement de stratégies pour réduire les mortalités en ostréiculture. Dans ce contexte, l'objectif principal de mon projet de thèse a été de caractériser les types hémocytaires circulants de C. gigas, en utilisant des approches cytologiques, fonctionnelles et de transcriptomique sur cellules uniques (scRNA-seq). Ces méthodes ont permis dans un premier temps d'identifier sept types hémocytaires distincts constitutifs chez les animaux naifs. Ces populations hémocytaires ont été caractérisées par leurs propriétés morphologiques, leurs profils d'expression génique et leurs fonctions biologiques spécifiques. De plus, nous avons établi une ontologie des hémocytes, suggérant des voies potentielles de différenciation des lignages cellulaires. Grâce à cet atlas hémocytaire, nous avons alors pu évaluer l'impact différentiel d'une infection par Vibrio aestuarianus sur les populations hémocytaires, à la fois du point de vue cytologique et transcriptomique, révélant des altérations dépendantes de la charge bactérienne circulante. Ces travaux apportent une contribution significative à la compréhension de l'immunité chez C. gigas, en permettant une définition précise des types hémocytaires. Nos résultats proposent un atlas hémocytaire de référence et soulignent l'importance de l'étude de l'homéostasie hémocytaire des mollusques pour mieux comprendre et anticiper les crises ostréicoles lors d'épisodes de mortalité
The Pacific oyster, Crassostrea (Magallana) gigas, is a bivalve mollusk of significant ecological and economic importance, and it has recently emerged as a model species for studying the innate immunity of bivalves. In recent years, oyster farming has been confronted with episodes of massive mortality, exacerbated by climate change and human activities. These mortalities, though multifactorial, share a common factor: the ability of pathogens (viruses and bacteria) to evade the oysters' immune defenses, often leading to fatal septicemia. While immune cells in vertebrates, particularly humans, are well characterized, the diversity and functional specialization of hemocytes in C. gigas remain a black box and are hotly debated within the scientific community. This knowledge gap hampers our understanding of host-pathogen interactions, thus limiting the development of strategies to reduce oyster mortality in aquaculture. In this context, the main objective of my thesis project was to characterize the circulating hemocyte types in C. gigas using cytological, functional, and single-cell transcriptomic approaches (scRNA-seq). These methods first allowed us to identify seven distinct constitutive hemocyte types in naïve animals. These hemocyte populations were characterized based on their morphological properties, gene expression profiles, and specific biological functions. Furthermore, we established a hemocyte ontology, suggesting potential differentiation pathways for the cell lineages. Using this hemocyte atlas, we then assessed the differential impact of Vibrio aestuarianus infection on hemocyte populations, both from a cytological and transcriptomic perspective, revealing alterations dependent on the circulating bacterial load. This work provides a significant contribution to the understanding of immunity in C. gigas, by offering a precise definition of hemocyte types. Our results propose a reference hemocyte atlas and emphasize the importance of studying hemocyte homeostasis in mollusks to better understand and anticipate oyster mortality crises during epizootic episodes

L’ostréiculture, dominée par l’élevage de l’huître creuse Crassostrea gigas, représente plus de 70% du chiffre d’affaire réalisé par l’aquaculture française. Au sein des écosystèmes aquatiques, les bactéries appartenant au genre Vibrio forment l’un des groupes bactériens les plus abondamment représentés. Deux espèces, Vibrio splendidus et Vibrio aestuarianus, sont fréquemment associées et de façon récurrente, à des mortalités sévissant dans les élevages d’huître creuse Crassostrea gigas, le plus souvent en période estivale. Ce travail de thèse avait pour objectifs d’étudier des interactions Vibrio-huître et leurs modulations en fonction de la virulence des pathogènes et des paramètres génétiques et physiologiques de l’hôte. Le développement d’outils de détection et de quantification sensibles et spécifiques et la maîtrise de protocoles d’infection expérimentale à Vibrio ont permis d’explorer des mécanismes de virulence, d’étudier la variabilité de la sensibilité des huîtres à ces Vibrio et de caractériser la pathogenèse. L’étude de la diversité spécifique des souches bactériennes isolées dans un contexte de mortalité estivale sur une large échelle de temps et d’espace a permis de montrer la prédominance épidémiologique du groupe V. splendidus et de l’espèce V. aestuarianus associée aux épisodes de mortalité estivale de C. gigas en France. Une corrélation ayant été observée entre pouvoir pathogène et activité métalloprotéasique, un test phénotypique prédictif de la virulence des souches a été proposé. L’exploration du phénomène de synergie dans la pathogénicité des deux souches observé en co-injection expérimentale a conduit à la mise en évidence de l’existence d’un système de quorum sensing régulant aux niveaux intraspécifique (V. splendidus) et interspécifique (V. splendidus/V. aestuarianus) la production et l’expression au niveau transcriptionnel des gènes codant les métalloprotéases Vsm et Vam des deux souches étudiées. L’analyse statistique des cinétiques de mortalité obtenues chez des familles de demi-frères diploïdes et triploïdes soumises à un protocole de co-infection standardisée révèle une sensibilité accrue des huîtres à cette vibriose expérimentale, en période de gamétogenèse active. Les huîtres triploïdes soumises à cette même infection expérimentale n’ont présenté aucun avantage significatif. L’existence d’une base génétique de la sensibilité des huîtres aux vibrioses expérimentales a été illustrée par l’évaluation des sensibilités de quatorze familles de la cinquième génération (G5) issue du programme de sélection divergente réalisée dans le cadre de MOREST. Cette étude a également permis la description de co-infections à herpès virus OsHV-1 et V. aestuarianus suggérant une multi-étiologie des phénomènes de mortalité estivale. Une étude de pathogenèse à V. splendidus et V. aestuarianus réalisée par cohabitation a visé l’exploration des interactions liant l’huître creuse C. gigas et les Vibrio virulents, V. splendidus et V. aestuarianus, ou non virulents présents naturellement dans la flore endogène de l’hémolymphe ou dans l’eau des aquariums. Cette nouvelle approche a permis de mettre en évidence la rapidité de transmission des Vibrio virulents des huîtres infectées aux huîtres sentinelles en moins de deux heures, accompagnée d’une perturbation significative, précoce et transitoire de la réponse immunitaire de l’hôte au niveau transcriptionnel au cours des six premières heures de cohabitation. La prise en charge différentielle des Vibrio pathogènes et des Vibrio commensaux par l’huître suggère l’existence de mécanismes conduisant à une spécificité des réponses de l’huître visant l’élimination des Vibrio pathogènes et le maintien d’une flore vibrionacée endogène probablement bénéfique pour C. gigas
Oyster production is the main aquaculture activity in France and is dominated by the rearing of Crassostrea gigas. In the aquatic ecosystems where the species is grown, bacteria of the genus Vibrio are found to be dominant. Two Vibrio species, V. splendidus and V. aestuarianus, are frequently associated with Crassostrea gigas summer mortality episodes. The aims of this work were to study Vibrio-oyster interactions and their modulations according to virulence mechanisms and to genetic and physiological parameters of the host. Using specific, sensitive and quantifying diagnostic tools developed in this study, as well as standardized experimental infection trials, some components of the virulence of Vibrio strains and host susceptibility were delineated and the dynamics of Vibrio infection characterized through pathogenesis studies.The study of the specific diversity of bacterial strains isolated during summer mortality events, on broad temporal and spatial scales, revealed an epidemiological association of the group V. splendidus and the species V. aestuarianus. Because a correlation has been observed between pathogenicity and metalloprotease activity, a predictive phenotypic test of virulence was developed. Exploration of the synergy phenomenon between the pathogenicity of the two strains observed in experimental co-injection led to the characterisation of a system of quorum sensing controlling the production and transcriptional expression of the gene encoding metalloprotease Vsm and Vam at the intraspecific (V. splendidus) and interspecific level (V. splendidus/V. aestuarianus).The statistical analysis of mortality kinetics in half-sib diploid and triploid families subjected to experimental vibriosis by co-infection revealed an increased susceptibility of oysters during the period of active gametogenesis. The triploid oysters subjected to this same experimental infection did not show any significant advantage. The existence of a genetic basis for oyster susceptibility to experimental vibriosis was illustrated by the evaluation of the susceptibilities of fourteen families of the fifth generation (G5) from a program of divergent selection carried out within the MOREST oyster summer mortality research project. This study also allowed the description of co-infections involving the herpes OsHV-1 virus and V. aestuarianus, suggesting multi-etiologic summer mortalities. A pathogenesis study on V. splendidus and V. aestuarianus, performed by cohabitation, was used to explore interactions between C. gigas and pathogenic Vibrio (V. splendidus and V. aestuarianus), or non pathogenic Vibrio found naturally in the endogenous flora of the oyster hemolymph or in the water of the aquaria. This new approach demonstrated a fast transmission of pathogenic Vibrio between infected oysters and sentinels, in less than two hours. Moreover, a significant early and transient disturbance of the defence response of the host was revealed at the transcriptional level during the first six hours of cohabitation. The differential loads of pathogenic and commensal Vibrio in oysters suggest the existence of discriminatory mechanisms, leading to a specificity of the response aiming to eliminate pathogenic Vibrio and maintain a potentially beneficial endogenous bacterial flora in C. gigas

L'ostréiculture, dominée par l'élevage de l'huître creuse Crassostrea gigas, représente plus de 70% du chiffre d'affaire réalisé par l'aquaculture française. Au sein des écosystèmes aquatiques, les bactéries appartenant au genre Vibrio forment l'un des groupes bactériens les plus abondamment représentés. Deux espèces, Vibrio splendidus et Vibrio aestuarianus, sont fréquemment associées et de façon récurrente, à des mortalités sévissant dans les élevages d'huître creuse Crassostrea gigas, le plus souvent en période estivale. Ce travail de thèse avait pour objectifs d'étudier des interactions Vibrio-huître et leurs modulations en fonction de la virulence des pathogènes et des paramètres génétiques et physiologiques de l'hôte. Le développement d'outils de détection et de quantification sensibles et spécifiques et la maîtrise de protocoles d'infection expérimentale à Vibrio ont permis d'explorer des mécanismes de virulence, d'étudier la variabilité de la sensibilité des huîtres à ces Vibrio et de caractériser la pathogenèse. L'étude de la diversité spécifique des souches bactériennes isolées dans un contexte de mortalité estivale sur une large échelle de temps et d'espace a permis de montrer la prédominance épidémiologique du groupe V. splendidus et de l'espèce V. aestuarianus associée aux épisodes de mortalité estivale de C. gigas en France. Une corrélation ayant été observée entre pouvoir pathogène et activité métalloprotéasique, un test phénotypique prédictif de la virulence des souches a été proposé. L'exploration du phénomène de synergie dans la pathogénicité des deux souches observé en co-injection expérimentale a conduit à la mise en évidence de l'existence d'un système de quorum sensing régulant aux niveaux intraspécifique (V. splendidus) et interspécifique (V. splendidus/V. aestuarianus) la production et l'expression au niveau transcriptionnel des gènes codant les métalloprotéases Vsm et Vam des deux souches étudiées. L'analyse statistique des cinétiques de mortalité obtenues chez des familles de demi-frères diploïdes et triploïdes soumises à un protocole de co-infection standardisée révèle une sensibilité accrue des huîtres à cette vibriose expérimentale, en période de gamétogenèse active. Les huîtres triploïdes soumises à cette même infection expérimentale n'ont présenté aucun avantage significatif. L'existence d'une base génétique de la sensibilité des huîtres aux vibrioses expérimentales a été illustrée par l'évaluation des sensibilités de quatorze familles de la cinquième génération (G5) issue du programme de sélection divergente réalisée dans le cadre de MOREST. Cette étude a également permis la description de co-infections à herpès virus OsHV-1 et V. aestuarianus suggérant une multi-étiologie des phénomènes de mortalité estivale. Une étude de pathogenèse à V. splendidus et V. aestuarianus réalisée par cohabitation a visé l'exploration des interactions liant l'huître creuse C. gigas et les Vibrio virulents, V. splendidus et V. aestuarianus, ou non virulents présents naturellement dans la flore endogène de l'hémolymphe ou dans l'eau des aquariums. Cette nouvelle approche a permis de mettre en évidence la rapidité de transmission des Vibrio virulents des huîtres infectées aux huîtres sentinelles en moins de deux heures, accompagnée d'une perturbation significative, précoce et transitoire de la réponse immunitaire de l'hôte au niveau transcriptionnel au cours des six premières heures de cohabitation. La prise en charge différentielle des Vibrio pathogènes et des Vibrio commensaux par l'huître suggère l'existence de mécanismes conduisant à une spécificité des réponses de l'huître visant l'élimination des Vibrio pathogènes et le maintien d'une flore vibrionacée endogène probablement bénéfique pour C. gigas.

Les effets des HAPs, parmi les plus toxiques de la liste de l’Agence de Protection Environnementale Américaine, sont testés in vitro et in vivo sur deux espèces commerciales des Pertuis Charentais (Charente-Maritime, France) : le bar commun, Dicentrarchus labrax, et l’huître creuse, Crassostrea gigas. Cette étude, réalisée dans le cadre du projet européen EROCIPS, recherche de nouveaux descripteurs immunologiques d’une pollution occasionnelle par hydrocarbures. Lors d’expérimentations in vitro, le choix de polluants de type hydrocarbure et de descripteurs d’intérêt de l’immunité non spécifique chez les deux espèces étudiées est réalisé. Puis, des expositions in vivo à la fraction soluble du fioul lourd issus de l’Erika et de son fluxant, le light cycle oil, sont entreprises. Elles ont permis la validation de l’outil expérimental avec notamment la mesure des HAPs bioaccumulés et métabolisés et la détermination d’outils de diagnostic de type immunologique pertinents : l’activité phénoloxydase chez les Mollusques et l’activité hémolytique du complément voie alterne chez les poissons. Ces deux cascades enzymatiques sont proposées pour la première fois dans le cadre d’une évaluation d’une pollution occasionnelle par hydrocarbures pour des conditions réelles de terrain
The effects of PAHs, considered among the most toxic by the United States Environmental Protection Agency, were tested in vitro and in vivo on two commercial species of the Pertuis-Charentais (Charente-Maritime, France): sea bass, Dicentrarchus labrax, and the Pacific oyster, Crassostrea gigas. This study was carried out as part of the European project EROCIPS with the aim of finding new immunological biomarkers caused by occasional pollution by hydrocarbons. During in vitro experimentation, pollutants and immunological biomarkers were choosen. Thereafter, the in vitro exposures to the soluble fraction of Erika’s heavy fuel oil and its fluxant, light cycle oil, began. These exposures enable the validation of the experimental system used, with, in particular, the measurement of bioaccumulated PAHs and metabolites and of choice of the immune biomarkers. The phenoloxidase activity of molluscs and the haemolytic activity of the alternative complement pathway of fish were proposed, for the first time, as suitable biomarkers for the evaluation of pollutant risks in field conditions

Over the last years, there has been an increasing demand of shellfish for consumption. The ability of traditional capture fisheries to supply bivalves is unlikely to increase significantly because of the drops in natural recruitments of seed, which are mainly due to overexploitation of natural stocks. Production of bivalve seed in hatcheries is a relatively new industry for which empirical approaches were developed, adapting methods across species and measuring the resulting effect in terms of growth and survival. To date, only a few bivalve species of major aquacultural importance in Europe have benefited from newly developed genomic resources (e.g. microarrays and RNA sequencing) and gene silencing approaches, which are both expected to significantly improve the biological knowledge on these commercially important species in the coming years. The present PhD thesis aimed firstly at increasing, through Next Generation Sequencing, genomic information available for two emerging species, Venerupis decussata and Pecten maximus. The second aim was to investigate two main bottlenecks hampering the bivalve production in hatchery: efficiency of reproduction and susceptibility to pathogens. By means of microarray analysis, a gene expression study on V .decussata oocytes at different maturation stages was performed and the major biological processes involved in gamete maturation were identified. A RNA sequencing experiment was conducted on pathogen-challenged hemocytes and unchallenged controls to study the P. maximus immune transcriptome. mRNAs encoding proteins with a known immune function were detected and a global analysis of differential expression comparing gene-expression levels in stimulated hemocytes against controls provided evidence on a large set of transcripts involved in P. maximus immune response. Finally, reverse genetic and real-time PCR were implemented to investigate the role of IkB2 in the Crassostrea gigas immune response against Ostreid herpesvirus type 1. Following the injection of a dsRNA targeting IkB2, juveniles were infected with OsHV-1 and mRNA levels of four immune genes (IkB1, IkB2, Rel, SOCS) were evaluated in gonads and gills demonstrating their implication in the Pacific oyster antiviral response.
Nel corso degli ultimi anni, si assistito ad una crescita della domanda di molluschi destinati al consumo alimentare, alla quale però la pesca tradizionale non ha saputo far fronte, principalmente a causa dell’impoverimento degli stock naturali e alla conseguente scarsità di seme. La produzione di seme di bivalvi in schiuditoio è un’attività relativamente recente e le attuali metodiche di allevamento non sono altro che protocolli già usati in altre specie, adattati e verificati in termini di crescita e sopravvivenza. Ad oggi, ad aver beneficiato delle recenti risorse genomiche, come microarry ed RNA sequencing, e delle sofisticate strategie di silenziamento genico sono state solo alcune specie di bivalvi di notevole interesse alimentare a livello europeo. Tuttavia, si pensa che, nel corso dei prossimi anni, questi approcci molecolari possano costituire una risorsa importante per lo studio della biologia di numerose specie di bivalvi non ancora allevate su larga scala ma di crescente interesse commerciale. Il primo obiettivo della presente tesi di dottorato è stato quello di incrementare, mediante tecniche di Next Generation Sequencing, le risorse genomiche attualmente disponibili per due specie emergenti: la vongola verace Venerupis decussata e la cappasanta atlantica Pecten maximus. In secondo luogo, si sono considerati due importanti fattori che ostacolano l’allevamento dei bivalvi in schiuditoio: l’efficienza riproduttiva e la suscettibilità ai patogeni. Utilizzando una piattaforma microarray, sono stati valutati i livelli di espressione genica di oociti di V. decussata a due diversi stadi di maturazione. L’analisi dei dati ha quindi permesso di identificare i principali processi biologici coinvolti nella maturazione dei gameti femminili. Inoltre, al fine di studiare il trascrittoma immunitario di P. maximus, è stato effettuato un esperimento di RNA sequencing su emociti immuno-stimolati e di controllo. Questo studio ha permesso di identificare trascritti di mRNA che codificano per importanti proteine del sistema immunitario. In aggiunta l’individuazione di geni differenzialmente espressi in emociti stimolati e controlli ha messo in evidenza un set di trascritti potenzialmente implicati nella risposta immunitaria di P. maximus. Infine, allo scopo di valutare il ruolo di IkB2 nella risposta immunitaria di Crassostrea gigas all’infezione da herpesvirus di tipo 1, è stato effettuato un esperimento di RNA interference. In seguito all’iniezione di un RNA a doppio filamento codificante una porzione del trascritto IkB2, individui giovani di C. gigas sono stati infettati con un omogenato contenente il virus HV-1. Infine, per valutare l’importanza di quattro geni della risposta immunitaria (IkB1, IkB2, Rel, SOCS), i loro livelli di espressione sono stati valutati in due diversi tessuti: le gonadi e le branchie.

Isolement de Y. E. à partir d'aliments : intérêt de l'utilisation des milieux sélectifs, du développement d'une méthode immunologique de détection rapide. Étude du caractère invasif des souches de Y. E. Sur cellules intestinales HRT 18. Étude des mécanismes de contamination bactérienne des fruits de mer : moules et/ou huitres en eau de mer reconstituée, dans des cristallisoirs ou des aquariums de grand volume, avec Y. E. Comme modèle d'étude. Relargage de Y. E. Par les mollusques : Étude du phénomène en fonction du taux de bioaccumulation initiale et de l'état nutritionnel des mollusques