Дисертації з теми "Maladies infectieuses émergentes – Maladies transmissibles émergentes"

Contexte : l'émergence de maladies infectieuses est la conséquence de déséquilibres dynamiques, au sein d'écosystèmes complexes distribués à une échelle géographique donnée comprenant des humains, des animaux, des agents pathogènes et l’environnement. La mondialisation croissante des échanges implique une augmentation des flux internationaux de voyageurs et de marchandises qui peut favoriser la propagation des maladies infectieuses. Dorénavant, une crise sanitaire dans une région ou un pays peut avoir des répercussions très rapides sur la santé et l’économie dans de nombreuses parties du monde. Détecter les émergences, les comprendre par des investigations de terrain sont des étapes indispensables pour mieux contrôler les futures épidémies et pandémies. Expériences : au cours de mon parcours professionnel, mon travail personnel m’a permis d’aborder ces trois dimensions au travers de trois études qui ont donné lieu à publication dans des revues internationales à comité de lecture. Etude 1) Au cours d’une épidémie nationale d’Escherichia Coli O104 :H4 en 2011, j’ai exploré la rapidité du système de surveillance allemand en matière de détection, et recommandé une révision du système de surveillance en organisant la notification par les médecins et chefs de laboratoires dans une base de données centralisée et partagée avec différents droits d'accès par les services de santé aux niveau local, régional et national. Etude 2) Au décours de la pandémie grippale en 2009, j’ai investigué et comparé les caractéristiques des cas sévères pédiatriques en Allemagne durant deux saisons. La gravité inchangée de la grippe A(H1N1)pdm09 au cours de la première saison post pandémique (2010-11) et la proportion élevée et constante d'infections possiblement acquises à l'hôpital ont souligné le défi de prévenir les cas pédiatriques au-delà de la situation pandémique. Etude 3) Lors de l’épidémie du virus Ebola (MVE) en 2014, j’ai évalué les performances du contact tracing au Libéria en tant que mesure de contrôle spécifique. Malgré l'ampleur sans précédent du contact tracing pour la MVE au Libéria, sa capacité à détecter de nouveaux cas était limitée, en particulier dans les zones urbaines et pendant le pic épidémique. Discussion : la pandémie de Covid-19 a révélé des faiblesses des systèmes de surveillance dans presque tous les pays. Les leçons apprises au cours des épidémies et pandémies précédentes telles que celles auxquelles j’avais été exposé professionnellement et que je rapporte ici ont été insuffisamment prise en considération. En Afrique, les estimations de l’incidence et de la mortalité sont respectivement 100 fois et 15 fois plus élevées que les notifications. Parmi les explications à ces différences très importantes, on doit citer la faiblesse des systèmes de surveillance, du suivi des contacts, de l’utilisation des tests de dépistage et de diagnostic et le manque d’accès aux soins. L’amélioration des systèmes de surveillance des maladies émergentes nécessite : 1) d’accélérer la digitalisation et la mise en réseau des systèmes d’information sanitaire à tous les niveaux, des centres de santé et laboratoires périphériques jusqu’à l’échelon international ; 2) la captation, l’utilisation effective et la mise en relation d’autres sources de données (communautaires, enregistrements des décès, données animales et environnementales) et l’utilisation régulée d’internet et des réseaux sociaux ; 3) de renforcer les compétences et l’expertise des épidémiologistes de terrain et leur mise en réseau ; 4) d’investir dans la recherche au cours et entre les épidémies ; et 5) que les bailleurs de fonds et les gouvernements reconnaissent le caractère inévitable des prochaines épidémies de maladies infectieuses ou autres, aux conséquences graves, notre vulnérabilité à celles-ci et la nécessité d’investir en santé mondiale
Context: the emergence of infectious diseases is the consequence of dynamic imbalances, within complex ecosystems distributed at a given geographical scale including humans, animals, pathogens and the environment. The increasing globalization of trade implies an increase in international flows of travelers and goods which can promote the spread of infectious diseases. From now on, a health crisis in one region or country can have very rapid repercussions on health and the economy in many parts of the world. Detecting emergences and understanding them through field investigations are essential steps to better control future epidemics and pandemics. Experience: during my professional career, my own work has allowed me to address these three dimensions through three studies that have resulted in publications in international peer-reviewed journals. Study 1) During a nationwide outbreak of Escherichia Coli O104:H4 in 2011, I explored the timeliness of the German surveillance system for detection, and recommended a review of the surveillance system by organizing reporting by doctors and heads of laboratories in a centralized and shared database with different access rights by health services at local, regional and national level. Study 2) Following the influenza pandemic in 2009, I investigated and compared the characteristics of severe pediatric cases in Germany during two epidemic seasons. The unchanged severity of influenza A(H1N1)pdm09 during the first post-pandemic season (2010-11) and the consistently high proportion of possibly hospital-acquired infections highlighted the challenge of preventing pediatric cases beyond the pandemic situation. Study 3) During the Ebola virus (EVD) outbreak in 2014, I evaluated the performance of contact tracing in Liberia as a specific control measure. Despite the unprecedented scale of contact tracing for EVD in Liberia, its ability to detect new cases was limited, especially in urban areas and during the epidemic peak. Discussion: the Covid-19 pandemic has revealed weaknesses in surveillance systems in almost all countries. Lessons learned during previous epidemics and pandemics such as those to which I had been exposed professionally and which I report here have been insufficiently considered. In Africa, estimates of incidence and mortality are respectively 100 times and 15 times higher than official reports. Explanations for these very large differences include weak surveillance systems, insufficient use of contact tracing, screening and diagnostic tests, and lack of access to care. Improving surveillance systems for emerging diseases requires: 1) accelerating the digitization and networking of health information systems at all levels, from health centers and peripheral laboratories to the international level; 2) the capture, effective use and linking of other data sources (communitybased, death registries, animal and environmental data) and the regulated use of the internet and social networks; 3) to strengthen the skills and expertise of field epidemiologists and their networking; 4) to invest in research during and between epidemics; and 5) that donors and governments recognize the inevitability of future epidemics of infectious and other disease conditions with serious consequences, our vulnerability to them and the need to invest in global health

La surveillance des maladies infectieuses émergentes est une priorité de santé publique. Des systèmes de surveillance sanitaire existent dans la plupart des Etats, mais se sont avérés insuffisants pour repérer en temps réel des maladies émergentes, en particulier dans les pays ayant une infrastructure laboratoire réduite. Nous explorons l’utilisation de la surveillance sanitaire des voyageurs comme système d’alerte de maladies émergentes dans des pays tiers. Cette étude est centrée sur les pathologies entériques. Dans le cadre d’une étude européenne portant sur les infections à shigella dysenteriae serotype 1, nos résultats indiquent que l’émergence de ce germe en Afrique de l’Ouest aurait pu être détectée 6 ans avant la première déclaration officielle. Nous démontrons également la détection d’un serotype émergent de salmonella en Grèce. Notre travail décrit la capacité de ce système d’alerte à détecter des pathologies entériques émergentes et ouvre des perspectives de recherche.

Le Chikungunya est une maladie infectieuse émergente due à un alphavirus (CHIKV) transmis par les moustiques Aedes. En 2004-2007, plusieurs épidémies de grande envergure ont touché la zone Océan Indien. Nos objectifs étaient d'évaluer l'impact de l'épidémie en population générale à l'île de La Réunion (séroprévalence post-épidémique 38,2%, 300. 000 personnes infectées) en termes de morbidité perçue, de qualité de vie, d'identifier les facteurs pronostiques des douleurs musculosquelettiques (DMS) du rhumatisme chikungunya, enfin de déterminer le pronostic neurocognitif des enfants infectés à la naissance par transmission verticale du virus. Pour mesurer l'impact en population de l'épidémie, nous avons mené deux enquêtes téléphoniques sur deux échantillons aléatoires de la population de l'enquête de séroprévalence. Le CHIKV était impliqué dans un tiers des DMS, 10% des troubles neurologiques légers, 7,5% des troubles neurosensoriels, en moyenne dix huit mois après la fin de l'épidémie. La qualité de vie était peu altérée. Les facteurs prédictifs de DMS chroniques étaient un âge supérieur ou égal à 45 ans, des douleurs intenses à la phase aigue de la maladie, enfin une forte réponse humorale contre le CHIKV à sa phase de plateau (titres d'IgG spécifiques élevés). Pour mesurer le pronostic neurocognitif d'une infection materno-fœtale, nous avons suivi pendant deux ans une cohorte d'enfants infectés et non infectés. Plus de la moitié des enfants infectés avaient un retard pyschomoteur, lequel était corrélé à la gravité de la présentation initiale. Nos résultats originaux ouvrent des perspectives intéressantes pour mieux comprendre cette nouvelle maladie infectieuse chronique
Chikungunya is an emerging infectious disease caused by an alphavirus (CHIKV) transmitted by Aedes mosquitoes (Ae albopictus, Ae aegypti). In years 2004-2007, several large scale outbreaks have hit the Indian Ocean area. Our objectives were to assess the burden of the epidemic in the Reunion island community (post-epidemic seroprevalence rate: 38. 2%, 300,000 persons infected) in terms of perceived morbidity, health-related quality of life (QoL), to identify the prognostic factors for musculoskeletal pain of chikungunya rheumatism (RMSP), and finally to determine the neurocognitive outcome of children infected at birth due to the vertical transmission of the virus. In the aim to measure the populational impact of the epidemic, we conducted two telephonic surveys using two random samples of the population of a seroprevalence survey. CHIKV was involved in a third of RMSP, 10% of light cerebral disorders, 7. 5% of sensorineural impairments, on average eighteen months after the end of the outbreak. The Qol was slightly altered in CHIKV-infected subjects. Predictors of chronic RMSP were age greater or equal than 45 years, severe initial rheumatic involvement at the acute phase of infection, and finally a strong humoral response against the CHIKV at plateau phase (high specific IgG titres). To measure the neurocognitive outcome of perinatal infection, we followed-up during two years a cohort of infected and uninfected children. More than half of infected children had a psychomotor delay, which correlated with the severity of the initial presentation. Our original findings open very interesting perspectives for the understanding of this new chronic infectious disease

L'émergence de maladies telles que le SRAS et le SIDA au cours des dernières décennies a fait prendre conscience des liens étroits existant entre santé animale, santé humaine et santé des écosystèmes. En effet, les pathogènes émergents ont pour la plupart une origine zoonotique (i.e. ils circulaient à l'origine au sein des populations animales). Les risques sanitaires associés à ces émergences sont en constante évolution sous l'influence des changements globaux qui modifient les écosystèmes et les contacts entre les hôtes. La prévention et le contrôle des maladies infectieuses émergentes nécessitent la compréhension de leur dynamique dans l'ensemble des compartiments dans lesquels elles circulent. Le travail présenté ici avait pour objectif d'améliorer cette compréhension au sein des zones humides méditerranéennes en ce concentrant sur deux pathogènes émergents : les virus Influenza A (VIA) et le virus West Nile. Il a été structuré selon trois axes de recherche : i) Utiliser la surveillance épidémiologique de l'avifaune sauvage pour comprendre la circulation du virus West Nile dans le bassin méditerranéen ii) Comprendre la dynamique des VIA au sein des différents compartiments où ils circulent et à leur interface iii) Comprendre le rôle des conditions environnementales dans la dynamique des VIA notamment au sein des populations humaines. Nos résultats mettent en évidence l'intérêt de mener des études multidisciplinaires sur le long terme pour comprendre l'épidémiologie des maladies émergentes. Ils soulignent également le rôle des activités anthropiques et des conditions environnementales dans la dynamique de ces maladies. Nos études apportent des éléments de réflexion pour allier gestion des risques d'émergence et gestion des écosystèmes et des populations. Elles encouragent à développer ce type d'approche afin de relever le défi de la prévention et du contrôle des pathogènes émergents
During the last decades, the emergence of numerous infectious diseases such as SARS and AIDS has raised awareness of the close links that exist between animal health, human health and ecosystem health. Many of the emerging pathogens have a zoonotic origin (i.e. they originally circulated among animal populations). The health risks associated with the emergence of these diseases are progressing under the influence of global changes that affect ecosystems and contacts between hosts. The prevention and control of emerging infectious diseases require an in-depth understanding of their dynamics in all the compartments in which they occur. The aim of the present work is to improve our understanding of these phenomena within the context of Mediterranean wetlands by focusing on two emerging pathogens: Influenza A viruses (IAV) and West Nile virus. The thesis is structured around three research axes i) Using epidemiological surveillance of wild birds to investigate the circulation of West Nile virus in the Mediterranean Basin ii) Exploring IAV dynamics in the different compartments in which they circulate and at their interface iii) Determining the role of environmental conditions in IAV dynamics, especially within human populations. Our results highlight the value of long-term interdisciplinary studies for the understanding of the epidemiology of emerging diseases. They also emphasize the role of human activities and environmental conditions in the dynamics of these diseases. Our studies open up perspectives for combining emerging disease risk management and the management of ecosystems and populations. They also argue in favour of further developing this type of approach in order to meet the challenge of emerging pathogen prevention and control

Le Tomato chlorosis virus (ToCV) et le Tomato infectious chlorosis virus (TICV) sont deux crinivirus émergents qui provoquent des jaunisses chez la tomate. Une partie des deux génomes a été séquencée. La séquence du TICV est la première et le désigne comme une espèce divergente dans le genre. Celle du ToCV est proche des séquences publiées et confirme la faible diversité génétique de ce virus. L’expression hétérologue de la protéine de capside a permis de produire des antisera utilisables en ELISA pour le diagnostic. Si les deux virus sont transmis par Trialeurodes vaporariorum, seul le ToCV est transmis par Bemisia tabaci. T. Vaporariorum transmet aussi efficacement les deux virus. A partir de plantes infectées par les deux virus, aucun phénomène de complémentation fonctionnelle autorisant la transmission du TICV par B. Tabaci n’a été observé. La faible dissémination du TICV résulterait de sa transmission exclusive par T. Vaporariorum ; l’état endémique du ToCV serait lié à l’expansion des populations de B. Tabaci. Deux groupes invasifs de cette espèce, B et Q, prédominent dans le bassin méditerranéen. L’utilisation de marqueurs microsatellites a montré qu’en France, le groupe Q est très largement dominant. Aucune structuration géographique ou par la plante hôte n’a été mise en évidence. La faible différenciation génétique observée suggère des flux de gènes importants et une introduction récente, ce qui est corroboré par les séquences CO1. Les co-infections crinivirus-virus communs affectant la tomate montrent des effets mineurs sur les symptômes et sur les charges virales, qui n’augmenteraient pas les risques phytosanitaires que représentent ces virus
Tomato chlorosis virus (ToCV) and Tomato infectious chlorosis virus (TICV) are two emerging criniviruses inducing yellowing symptoms in tomato. They are restricted to the phloem, difficult to purify and cannot be transmitted by mechanical inoculation. A part of their genome was sequenced in this work. TICV, for which this is the first known sequence, appeared as one of the most divergent species within the genus. The ToCV sequence was very close to those already available and confirmed a very low intraspecific genetic diversity. The capsid proteins were expressed in E. Coli and used for producing specific antisera. ELISA tests were developed for routine diagnosis. If both viruses are transmitted by the whitefly Trialeurodes vaporariorum, only ToCV is transmitted by Bemisia tabaci. T. Vaporariorum transmitted efficiently both viruses. No functional complementation allowing transmission of TICV by B. Tabaci from co-infected plants was observed. The low dispersal of TICV probably results from its exclusive transmission by T. Vaporariorum, while the higher dispersal of ToCV could be linked to the spreading of B. Tabaci. Two invasive groups of B. Tabaci, B and Q, are predominant in the Mediterranean basin. Using microsatellite markers, we showed that group Q is largely predominant in France. No geographic and host plant effects were observed. High genetic flows and recent introduction are inferred from the low differentiation observed, and confirmed by CO1 sequences. Co-infections of criniviruses with other common tomato viruses did not induce any strong effects on symptoms and virus accumulation, suggesting that they would not increase the phytosanitary risk associated to criniviruses

Mon projet de doctorat était de créer un pipeline pour taxono-génomique pour la comparaison de plusieurs génomes bactériens. Deuxièmement, je automatisé le processus d'assemblage (NGS) et annotation à l'aide de divers logiciels open source ainsi que la création de scripts de maison pour le laboratoire. Enfin, nous avons intégré le pipeline dans la description de plusieurs espèces bactériennes de laboratoire sur. Cette thèse est divisée principalement en Taxono- génomique et Microbiogenomics. Les avis de la section taxono-génomique, décrit sur les avancées technologiques en génomique et métagénomique pertinentes dans le domaine de la microbiologie médicale et décrit la stratégie taxono-génomique en détail et comment la stratégie polyphasique avec des approches génomiques sont reformatage de la définition de la taxonomie bactérienne. Les articles décrivent les bactéries cliniquement importantes, leur séquençage complet du génome et les études génomiques comparatives, génomiques et taxono-génomique de ces bactéries. Dans cette thèse, j'ai inclus les articles décrivant ces organismes: Megasphaera massiliensis, Corynebacterium ihumii, Collinsella massiliensis, Clostridium dakarense. Bacillus dielmoensis, jeddahense, Occidentia Massiliensis, Necropsobacter rosorum et Pantoea septica. Oceanobacillus
My PhD project was to create a pipeline for taxono-genomics for the comparison of multiple bacterial genomes. Secondly I automated the process of assembly (NGS) and annotation using various open source softwares as well as creating in house scripts for the lab. Finally we incorporated the pipeline in describing several bacterial species from out lab. This thesis is subdivided mainly into Taxono-genomics and Microbiogenomics. The reviews in taxono-genomics section, describes about the technological advances in genomics and metagenomics relevant to the field of medical microbiology and describes the strategy taxono-genomics in detail and how polyphasic strategy along with genomic approaches are reformatting the definition of bacterial taxonomy. The articles describes clinically important bacteria, their whole genome sequencing and the genomic, comparative genomic and taxono-genomic studies of these bacteria

Engendrant un taux de mortalité atteignant 95%, les épidémies à virus Ebola ayant affecté les populations de gorilles de plaine de l’Ouest conduisirent à la classification de ce taxon comme « En danger critique d’extinction ». Cette étude s’intéresse aux capacités de récupération de ses populations. Grâce à des données uniques d’observation en phase pré- et post-épidémique, nous avons évalué l’impact de l’épidémie sur la structure et la dynamique sociale d’une population et estimé son potentiel de récupération au cours des six ans qui ont suivi. Nos résultats de démographie et de dynamique, couplés à des approches statistique et de modélisation démographique détaillée au niveau des classes d’âge et de sexe, et intégrant l’immigration, nous ont permis montrer 1) un impact délétère sur le potentiel reproducteur; 2) les atouts de la flexibilité et de l’organisation sociale dans la récupération de la structure de la population; 3) le rôle de l’immigration pour la récupération à long-terme des effectifs. La mise en évidence de caractéristiques structurelles typiques d’une population affectée par Ebola nous a permis de montrer qu’une population voisine était indemne. Ceci montre l’impact hétérogène des épidémies au niveau régional, pouvant induire une fragmentation des populations. Ce nouvel élément permet de discuter les hypothèses d’émergence et de propagation du virus, et pose la question de l’impact de la fragmentation de la population sur sa dynamique globale et sur la récupération des populations locales affectées. Nos résultats suggèrent une faible résilience des populations de gorilles de plaine face à Ebola et la menace de ce virus pour la persistance des populations
The impact of Ebola epidemics which induced up to 95% mortality in Western lowland gorilla populations (Gorilla gorilla gorilla) led to the classification of this taxon as "critically endangered". This study focuses on the recovery potential of gorilla populations after Ebola. On the basis of an unique set of data in pre- and post-epidemic periods, we evaluated the impact of the epidemic on the social structure and dynamics of a population. We then estimated its potential of recovery during the six years following the outbreak. Our results on demography and dynamics, coupled with statistical approaches and a modeling work at a demographic age and sex level, including immigration, showed1) a deleterious impact on the breeding potential, 2) the advantages of the social flexibility and the social organization of gorillas in the recovery of the demographic structure of their population, 3) the role of immigration in the long-term recovery of population size. Our determination of the demographic features characterizing a population affected by Ebola allowed us to specify that a studied neighboring population was unaffected. These findings highlighted that Ebola impact had been heterogeneous at a regional level, which probably induced some population fragmentation. This new insight lets discuss the hypotheses on the emergence and spread of the virus and questions the impact of the fragmentation on population dynamics and recovery of affected local populations. Our results suggest a low resilience of populations of lowland gorillas against Ebola virus and the threat to population persistence

Lors d’une épidémie de maladie émergente, la recherche épidémiologique devrait démarrer immédiatement, et mener à des bases de données standardisées pouvant être concaténées pour permettre une méta-analyse. Paradoxalement, les sciences de l'information, pleinement utilisées dans la détection des événements de santé, sont très peu utilisées à cette étape critique. D’abord, sur le modèle l’épidémie de SRAS, nous avons effectué une revue de la littérature correspondante afin d’identifier les types d’études réalisées suite à l’épidémie et la chronologie de la dissémination des résultats scientifiques. Nos analyses ont montré que la plupart de ces études étaient des études descriptives et qu’une grande majorité des études ont été publiées après l’épidémie. Nous avons également montré que les études soumises pendant l’épidémie ont un délai de publication significativement plus court. Ensuite, nous nous sommes intéressé au développement d’un prototype permettant de construire rapidement des questionnaires standardisés et de lancer immédiatement une enquête en ligne. Ce travail s’appuie sur l’analyse systématique des variables utilisées dans la littérature publiée lors de l’épidémie de SRAS. Une interface web a été mise en place pour construire des questionnaires, lancer des enquêtes en ligne et recueillir des données en temps réel. En conclusion, à travers un exemple d’épidémie de maladie émergente, nous avons analysé la complexité de l’investigation épidémiologique et le long délai de la dissémination de ses résultats lors d’une épidémie. En réponse, afin de faciliter et d’accélérer l’investigation épidémiologique, nous avons développé le prototype d’un système d’information

Les maladies infectieuses émergentes sont aujourd'hui particulièrement étudiées et surveillées du fait de l'augmentation sans précédent de leurs nombres, de leurs vitesses et échelles de dispersion, que se soit au sein de la faune sauvage, domestique ou des populations humaines. Chez l'homme, il est estimé aujourd'hui que 75% de ces maladies émergentes ont une origine zoonotique, c'est à dire causées par des agents infectieux pouvant se transmettre naturellement entre l'homme et d'autres espèces d'animaux vertébrés. L'origine de l'émergence de ces zoonoses est à relier directement avec les perturbations générées par l'homme sur son environnement naturel à plus ou moins grande échelle. Mon travail s'inscrit dans ce contexte et se focalise plus particulièrement sur les interactions entre les pathogènes responsables de ces maladies et les écosystèmes. Les objectifs de ma thèse étaient donc (i) d'aborder l'étude des interactions entre activités humaines, parasitisme et écosystèmes, par l'intermédiaire de travaux de synthèse et de réflexion; (ii) d'étudier plus en détail l'écologie des virus influenza aviaires en Camargue et plus particulièrement les prévalences d'infections des communautés d'oiseaux présents tout au long de l'année, le rôle des écosystèmes aquatiques dans la dynamique temporelle de la maladie et les caractéristiques génétiques des virus circulant; (iii) d'étudier plus spécifiquement le virus hautement pathogène H5N1, à l'échelle de la Camargue mais aussi à une échelle plus large. Il est notamment mis en valeur la nécessité d'intégrer les connaissances relatives à l'écologie de l'hôte et au fonctionnement des écosystèmes dans l'étude de cette maladie émergente. Les travaux effectués ont permis d'accroître nos connaissances concernant l'écologie des virus influenza en Camargue et, plus généralement, de souligner la nécessité d'étudier les pathogènes responsables des zoonoses émergentes à l'échelle des écosystèmes
Emerging infectious diseases are particularly studied and monitored today because of their unprecedented increase in number, speed and wideness of dispersion within wildlife, domestic or human populations. In humans, it is now estimated that 75% of these emerging diseases have a zoonotic origin, meaning they are caused by infectious agents that can be transmitted naturally between humans and other vertebrate animal species. The origin of the emergence of these zoonoses is directly linked to human interference with the natural environment, to a greater or lesser degree. Within this framework, my thesis specifically focuses on the interactions between pathogens responsible for these diseases and ecosystems. The objectives were (i) to study interactions between human activities, parasites and ecosystems through synthesis and discussion papers; (ii) to study in more detail the ecology of avian influenza viruses in the Camargue, especially the prevalence of infections in bird communities present throughout the year, the role of aquatic ecosystems in the temporal dynamics of the disease, and genetic characteristics of the circulating virus; (iii) to study more specifically highly pathogenic H5N1 viruses within the Camargue but also on a wider scale, particularly to highlight the need to integrate knowledge about the ecology of the host and the functioning of ecosystems in the study of this emerging disease. The work led to increased knowledge of the ecology of influenza virus in the Camargue and, more generally, to stress the need to study pathogens responsible for emerging zoonotic diseases at the level of ecosystems

Chez de nombreuses espèces, il a été montré que les stratégies de choix de partenaires socio-sexuels par un individu étaient liées aux qualités de ces partenaires (phénotypiques ou génétiques) et étaient susceptibles de maximiser la qualité de ses descendants et améliorer sa propre valeur adaptative. Nous nous sommes intéressés au choix de partenaires chez les femelles de gorille de plaines de l’ouest par une étude de leur dispersion sociale en lien avec l’influence relative de l’environnement social et des caractéristiques des mâles adultes dans les décisions des femelles à résider dans un groupe social ou à émigrer, et dans leur choix du groupe dans lequel immigrer. Nous avons montré que les femelles immigrent préférentiellement dans des groupes reproducteurs plutôt que vers des mâles solitaires et vers des groupes jeunes plutôt que vieillissants. Les groupes de 10-15 individus sont évités. Les femelles émigrent des groupes contenant une grande proportion d’individus affectés par une maladie de peau. A court terme après un effondrement démographique du à une épidémie à virus Ebola, le taux d’émigration des femelles diminue dans les groupes de grande taille, ce qui suggère une meilleure qualité reproductrice et protectrice des mâles survivants. Les caractéristiques génétiques des partenaires sexuels dans le choix des femelles, notamment les gènes du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) qui codent pour des protéines impliquées dans les défenses immunitaires, peuvent être impliquées dans le choix de partenaire chez certains primates. Son implication éventuelle n’avait jamais été étudiée chez le gorille. Dans cette perspective nous avons cherché à développer une méthode pour étudier ce complexe de gènes à partir d’échantillons d’ADN non invasifs (fèces), c’est-à-dire avec de l’ADN faiblement concentré et dégradé. Nous avons défini une nouvelle amorce puis utilisé des méthodes de séquençage haut débit, d’électrophorèse sur gel à gradient dénaturant et un marqueur microsatellite lié au CMH afin de déterminer une méthode d’analyse à l’échelle populationnelle. Huit nouveaux allèles de CMH ont été détectés par séquençage haut débit. Le marqueur microsatellite présente un schéma d’amplification complexe et nécessite une optimisation des protocoles qui permettra de réduire les couts d’analyses de la variabilité du CMH à l’échelle populationnelle. Nos développements ouvrent de nouvelles perspectives pour l’étude de l’influence du CMH sur le choix de partenaire dans des populations sauvages de primates
In many species, it has been shown that strategies of choice of socio-sexual partners by an individual are related to the phenotypic or genetic quality of these partners and are likely to maximize the quality of its descendants and improve its own fitness. We investigated the partner choice in western lowland gorilla females in studying their social dispersion and the relative influence of the social environment and the characteristics of adult males in females’ decisions, to stay in a social group or to emigrate, and in their choice of the group into which immigrate. We showed that females preferentially migrated towards breeding groups rather than solitary males and towards younger rather than aging groups. Groups of 10-15 individuals were avoided. Females emigrated from groups containing a large proportion of individuals affected by skin disease. In the short term after a demographic die-off due to an Ebola epidemic, female’s emigration rates declined in large groups, suggesting better reproductive and protective value of surviving males. The influence of the genetic characteristics of the sexual partners in the choice of females, in particular the genes of the major histocompatibility complex (MHC) genes that encode proteins involved in immune defenses, may be involved in partner choice in some primates. Its possible involvement had never been studied in the gorilla. In this perspective we have sought to develop a method to study this gene complex from non-invasive DNA samples (feces), that is to say with weakly concentrated and degraded DNA. We defined a new primer and then used high throughput sequencing, denaturing gradient gel electrophoresis, and a MHC-linked microsatellite marker to determine a population-level analysis method. Eight new MHC alleles were detected by high throughput sequencing. The microsatellite marker has a complex amplification pattern and requires protocol optimization that will reduce the cost of analyzing MHC variability at the population level. Our developments open new perspectives for the study of the influence of CMH on partner choice in wild populations of primates

Notre travail a consisté à rechercher au Cambodge chez les chauves-souris des infections par des virus émergents des genres Lyssavirus et Henipavirus, virus d'intérêt médical pour le pays puisque le cycle sauvage des infections à lyssavirus n'y est pas connu et que le Cambodge se trouve dans la zone de distribution des chauves-souris frugivores du genre Pteropus trouvées infectées par les henipavirus, pouvant laisser craindre l'émergence d'une épidémie. Nous avons pu avoir la preuve sérologique de la circulation de lyssavirus chez ces animaux mais le ou les virus en cause n'ont pas pu être identifiés. Par contre, nous avons pu isoler le virus Nipah hautement pathogène pour l'homme chez l'espèce Pteropus lylei, renforçant l'hypothèse de réservoir pour les chauves souris frugivores de ce genre. A l'occasion de ces recherches, nous avons également isolé l'orthobunyavirus Kaeng Khoi dont l'importance médicale est mal connue
The reservoir of rabies in wildlife is unknown in Cambodia although the disease is commonly reported in the country. Furthermore, pteropid bats, suspected to be the natural reservoir of the deadly henipaviruses, are present in Cambodia suggesting the presence of theses viruses in the country. Consequently, we conducted our research work to look for emerging viruses belonging to the genera Lyssavirus and Henipavirus, in bats in Cambodia. We got the serologic evidence of lyssaviruses infection in bats, but the(se) virus(es) could not be isolated. Interestingly, we got one Nipah virus isolate from the urine of one Pteropus lylei specimen. This result strengthens the hypothesis that flying foxes are the natural host of Nipah virus. In addition, during these investigations, we isolated the orthobunyavirus Kaeng Khoi, of which the medical importance is inknown

Les maladies infectieuses émergentes ont façonné l'histoire de l'espèce humaine. Encore aujourd'hui, l'émergence de nouveaux pathogènes menace la santé publique. Deux axes principaux ont été abordés : la dynamique épidémique des maladies infectieuses émergentes (MIEs) dans les populations humaines et l'impact du comportement humain sur le contrôle des infections. La dynamique épidémique des MIEs est peu connue car elle reste souvent étudiée sans prendre en compte l'effet de leurs caractéristiques, à savoir leur maintien dans un réservoir et leur capacité à émerger chez plusieurs espèces animales. Nous avons modélisé la dynamique des MIEs et mis en évidence que la transmission via réservoir et les populations intermédiaires est aussi importante que la transmission inter humaine pour comprendre les nombreuses et imprévisibles épidémies que l'on peut observer. Par la suite, l'impact du comportement humain sur le contrôle des infections a été étudié en considérant deux aspects, la prise de décision de vaccination et les pratiques culturelles. La considération de biais cognitifs liés à la prise de décision de vaccination et l'interaction entre le comportement et l'épidémiologie peut aboutir aux fluctuations de la couverture vaccinale observées empiriquement. Enfin, l'étude des pratiques culturelles a montré que, bien que souvent considérées comme à l'origine de la propagation de pathogènes dans la population, certaines pratiques peuvent en limiter la transmission. L'ensemble de ces résultats suggère que la prise en compte de l'écologie permet de faire de meilleures prédictions sur l'influence de l'environnement sur l'émergence et la réémergence des maladies infectieuses
Infectious diseases have shaped the history of the human species. Nowadays, the emergence of new pathogens threatens public health. Understanding the interaction between pathogen ecology and human behaviour can help understanding the dynamics observed in human populations. In this thesis, two main axes were studied: the epidemic dynamics of emerging infectious diseases (EID's) in human populations and the impact of human behaviour on the control of infectious diseases. The epidemic dynamics of emerging pathogens is poorly understood because it is often studied without taking into account the effect of their characteristics, namely their persistence in a reservoir population and their ability to emerge in a broad range of species. For the first time, we modeled the dynamics of EID's and highlighted that transmission from both the reservoir and intermediate populations are critically important to consider in order to understand the many and unpredictable outbreaks that can be observed. Thereafter, the impact of human behaviour on infectious diseases control was studied by considering two aspects, vaccination decision-making and cultural practices. We show that consideration of cognitive biases related to vaccination decision-making and the interaction between behaviour and epidemiology can lead to the fluctuations observed in vaccination coverage. Finally, the study of cultural practices has shown that, although often assumed to favour the spread of pathogens in a population, certain practices can limit disease transmission. The results taken together suggest that an ecological approach is key for predicting the dynamics underpinning the emergence and re-emergence of infectious diseases and adapt control strategies

L'objectif général de cette thèse est l'étude des coûts, des facteurs environnementaux, ainsi que de l'impact sur la reproduction de la chytridiomycose asymptomatique pour le triton palmé, Lissotriton helveticus. Premièrement, nous avons testé l'impact de l'infection asymptomatique par Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) sur les tritons aquatiques : la condition, et l'expression des caractères sexuels. Nous avons ensuite étudié l'impact de l'infection sur la reproduction, le développement et la survie des larves et également examiné l'impact de l'environnement sur les coûts sub-létaux et la résistance de l'hôte à l'infection. Nos résultats montrent que des populations n'ayant jamais été exposées à la maladie et infectées par Bd subissent des coûts sub-létaux qui nuisent à leur reproduction et à leur survie. Cependant, les tritons qui ont déjà été exposés à Bd sont trouvés à être tolérants à l'infection et peuvent servir comme réservoir du pathogène
The objective of this thesis was to study the costs, environmental drivers, and the outcome of asymptomatic chytridiomycosis for the palmate newt, Lissotriton helveticus. After reviewing related scientific literature we tested for the impact of subclinical Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) infection on condition and sexual traits. We studied the impact of asymptomatic Bd infection on newts' reproductive output, the development and survival of larvae and also considered the impact of environment on sub-lethal costs and host resistance against infection. Finally, the costs and the impact of the infection on a population with a recent, natural Bd exposure were investigated. Collectively, our results show that newts are incurred by sub-lethal costs which impair host's reproduction and survival. Newts that have already been exposed to Bd are found to be tolerant to the infection and can serve as infection reservoir

La Fièvre catarrhale ovine (FCO) est une arbovirose émergente en Europe depuis la fin desannées 90. Elle affecte principalement les ruminants par la piqûre de petits moucheronshématophages, les Culicoides (Diptera : Ceratopogonidae). Pendant l’été 2006, l’introductiondu sérotype 8 de la FCO, dans la région de Maastricht (Pays-Bas) a rapidement diffusé dansles Ardennes, générant de lourdes pertes pour les éleveurs de bovins et d’ovins. Cesévènements interrogent sur la capacité des Culicoides de la région paléarctique à transmettrela FCO. Ils révèlent la nécessité de mieux connaître la biologie de ces diptères.Nous avons développé successivement dans ce travail, trois axes de recherche qui se sontappuyés sur un travail de terrain réalisé principalement au sein de deux élevages situés dansles Ardennes françaises.Dans un premier temps, nous avons réalisé une expérimentation de gorgement de Culicoidesde captures et d’émergences, provenant des Ardennes, sur petits ruminants virémiques pour leBTV8. A l’issue des expérimentations, une femelle gorgée de l’espèce Culicoides obsoletus apondu et a été retrouvée faiblement positive lors de la recherche du génome du virus de laFCO. Les résultats obtenus ainsi que les difficultés rencontrées lors de la réalisation de cetype d’expérimentation sont discutés.Le deuxième travail exposé s’est intéressé au comportement trophique des Culicoides parl’étude de l’origine du repas sanguin de femelles de Culicoides piégées dans des biotopesvariés. A cette fin, nous avons utilisé des marqueurs moléculaires pour amplifier l’ADN devertébré présent dans les estomacs de femelles gorgées. Ces analyses ont permis de mettre enévidence que des espèces appartenant aux complexes Obsoletus, Pulicaris, ou encore,Culicoides dewulfi, avaient un spectre d’hôte large. Certaines d’entre elles peuvent se gorger àla fois sur les ruminants domestiques et sur la faune sauvage. De plus, ce type d’étuderenseigne sur l’écologie des différentes espèces de Culicoides.Enfin, nous présentons les résultats d’une étude faunistique fondée sur des captures avec despièges lumineux, mais aussi, des prélèvements de boue pour la recherche des gîtes larvaires.Les résultats de piégeages entre les deux exploitations ont été comparés, notamment en termesde biodiversité, et sont discutés en regard des différences de pratiques d’élevage entre lesdeux exploitations choisies d’une part, et la mise en évidence des gîtes larvaires d’autre part.De nombreuses espèces de Culicoides ont émergé au laboratoire à partir des prélèvements deboues, qui ont été caractérisés macroscopiquement. Les gîtes larvaires de C. obsoletus, peuconnus jusqu’alors, ont été mis en évidence dans les deux fermes. Ils ont fait l’objet d’un suivisur plusieurs mois.L’ensemble de ces études contribue à la meilleure connaissance des Culicoides présents dansles Ardennes et de leur biologie, elles permettent de rendre compte des espèces qui semblenttrès inféodées à l’élevage de bovins, et celles qui sont plus ubiquistes. Certains travauxprésentés pourraient être poursuivis pour mettre en évidence les espèces ou populations deCulicoides plutôt sylvatiques, et pour mettre en place de nouvelles expérimentations sur lacompétence et la capacité vectorielle des Culicoides
Since the late 90’s, Bluetongue disease (BT) can be considered as an emerging arbovirose inEurope. This disease is mainly transmitted to ruminants by the bites of minute size midges,the Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae), also known as biting midges. An outbreak of BTserotype 8 occurred during summer 2006, in the region of Maastricht (Netherlands) andspread quickly to the Ardennes region. The epizooty lead to severe losses in cattle and sheepholdings. These events highlighted the lack of knowledge on the vectorial capacity ofpaleartic Culicoides species, and more generally on their biology.Three approaches are successively treated in this document. They are all based on field workconducted mainly in two holdings located in the Ardennes region.First, an experiment to assess oral susceptibility of Culicoides to Bluetongue virus (BTV) 8was undertaken. Field collected and emerging Culicoides coming from the Ardennes wereengorged on viremic small ruminants. At the end of the experiments, one Culicoides obsoletusfemale was found bloodfed and laid eggs. She was tested for BTV and was found weaklypositive for BTV genome. This result and the difficulties met during the experiment havebeen discussed.The second study focused on the bloodmeal origin of engorged females of Culicoides. Thesewere collected by light traps set in different kinds of environment. Molecular markers wereused in order to amplify the DNA of vertebrates present in the stomach of bloodfed females.Some of the species processed belonging to the Obsoletus or the Pulicaris complex, andCulicoides dewulfi fed on a wide variety of hosts, including domestic ruminants and wildanimals. Moreover, this kind of study brings information on the ecology of different speciesof Culicoides.Finally, a faunistic survey is presented. It was achieved through light trap collections ofmidges and also thanks to the sampling of potential breeding sites. Biodiversity in thecollection of midges captured by light traps between the two holdings were compared.Differences observed are discussed taking into account the differences in breeding practicesbetween the two holdings and the breeding sites investigations. Numerous species ofCulicoides emerged in the laboratory from soil samples which were macroscopicallydescribed. Breeding sites of C. obsoletus, which were not well documentated in the literature,were found in both farms. These were monitored over some months.This work contributes to a better knowledge of the Culicoides present in the Ardennes andtheir biology. It highlights the species which are closely related to the cattle holdingenvironment, and those which are ubiquist. Some of these studies could be continued in orderto highlight the species more related to the forested areas, and to set new experiments onvectorial competence and capacity

Nous avons étudié les mécanismes de transfert cellule-cellule. De deux virus : le VIH et le Chikungunya. Le rôle des contacts cellulaires lors de la replication du VIH a été démontré mais peu caractérisé. Nous avons développé différents outils pour mesurer le transfert viral. Nous avons montré que les contacts cellulaires favorisaient fortement la replication virale comparés à l'infection par virus libre. Le transfert cellule-cellule est associé à la formation de synapses virologiques entre cellules infectées et cellules cibles. Ces structures partagent des similarités avec les synapses immunologiques mais les protéines les constituant sont peu caractérisées. Nous avons examiné le rôle de ZAP-70, kinase régulant l'activation des cellules T et la formation de la synapse immunologique. La replication du VIH est fortement altérée dans les cellules déficientes en ZAP-70. Nous avons montré que ZAP-70 facilitait la transmission cellule-cellule et la formation des synapses virologiques. Ces résultats soulignent un nouveau lien entre la propagation du VIH et l'activation T. Une importante épidémie de Chikungunya, virus peu caractérisé, a eu lieu en 2005-2006 sur l'île de la Réunion. Nous avons étudié la replication et le tropisme de ce virus. Nous avons montré que les cellules adhérentes (épithéliales et endothéliales) ainsi que les macrophages étaient sensibles à l'infection par CHIKV contrairement aux cellules du sang (lymphocytes, monocytes et cellules dendritiques). Nous avons également décrit que l'entrée et la fusion impliquaient une endocytose dépendante du pH. De plus, ce virus est très sensible à l'activité antiviral des IFNs. Ces différents axes de recherche ont permis une meilleure caractérisation des mécanismes moléculaires et cellulaires régulant la replication du VIH-1 et du CHIKV
We have studied the replication and the mechanisms of cell-to-cell transfer of two viruses, HIV and Chikungunya (CHIKV). The role of cell contacts during HIV replication has been demonstrated, but remained partly characterized. We have designed various assays to monitor HIV cell-cell transfer. We report that cellular contacts drastically enhance viral transmission, when compared to infection with free virus. Cell-to-cell transfer is associated with the formation of virological synapses between infected cells and recipients. These structures share some characteristics with immunological synapses but proteins required for their constitution is poorly characterized. We have examined the rôle of ZAP-70, a kinase regulating T-cell activation and immunological synapse formation. HIV replication was severely impaired in ZAP-70 defective lymphocytes. We further demonstrate that ZAP-70 is required for cell-to-cell transfer and formation of virological synapses. These results bring new insights into the links that exist between HIV spread and T-cell activation. An outbreak of CHIKV infection recently occurred in La Reunion Island. This virus is poorly characterized. We have studied the replication and the tropism of this virus. We show that human adherent cells (epithelial and endothelial cells), and, to a lower extent, primary macrophages are sensitive to infection. In contrast, lymphoid and monocytoid cell lines, primary blood-derived cells do not allow viral replication. We further report that viral entry and fusion involve a pH-dependent endocytic event. Moreover, CHIKV is very sensitive to the antiviral activity of IFNs. Altogether, these results bring novel insights into the molecular and cellular mechanisms regulating HIV and CHIKV replication

La veille en santé animale, notamment la détection précoce de l'émergence d'agents pathogènes exotiques et émergents à l'échelle mondiale, est l'un des moyens de lutte contre l'introduction de ces agents pathogènes en France.Récemment, il y a eu une réelle prise de conscience par les autorités sanitaires de l'utilité de l'information non-structurée concernant les maladies infectieuses publiée sur le Web.C'est dans ce contexte que nous proposons un outil de veille basé sur une méthode de fouille de textes pour la détection, collecte, catégorisation et extraction de l'information sanitaire à partir des donnés textuelles non structurées (articles médias) publiées sur le Web.Notre méthode est générique. Toutefois, pour l'élaborer, nous l'appliquons à cinq maladies animales infectieuses exotiques : la peste porcine africaine, la fièvre aphteuse, la fièvre catarrhale ovine, la maladie du virus Schmallenberg et l'influenza aviaire.Nous démontrons que des techniques de fouille de textes, complétées par les connaissances d'experts du domaine, sont la fondation d'une veille sanitaire du Web à la fois efficace et réactive pour détecter des émergences de maladies exotiques au niveau international.Notre outil sera utilisé par le dispositif de veille sanitaire internationale en France, et facilitera la détection précoce de signaux de dangers sanitaires émergents dans les articles médias du Web
Monitoring animal health worldwide, especially the early detection of outbreaks of emerging and exotic pathogens, is one of the means of preventing the introduction of infectious diseases in France.Recently, there is an increasing awareness among health authorities for the use of unstructured information published on the Web for epidemic intelligence purposes.In this manuscript we present a semi-automatic text mining approach, which detects, collects, classifies and extracts information from non-structured textual data available in the media reports on the Web. Our approach is generic; however, it was elaborated using five exotic animal infectious diseases: african swine fever, foot-and-mouth disease, bluetongue, Schmallenberg, and avian influenza.We show that the text mining techniques, supplemented by the knowledge of domain experts, are the foundation of an efficient and reactive system for monitoring animal health emergence on the Web.Our tool will be used by the French epidemic intelligence team for international monitoring of animal health, and will facilitate the early detection of events related to emerging health hazards identified from media reports on the Web

Le chikungunya, la dengue et la bilharziose urogénitale sont des maladies vectorielles émergentes qui ont récemment trouvé des conditions favorables à leur transmission en France métropolitaine.Santé publique France, l’Agence en charge de la surveillance de l’état de santé de la population française est en première ligne pour détecter et investiguer ces émergences afin d’orienter les mesures de leur prévention et de leur contrôle. Postulant que chaque épidémie constitue une situation d’« expérimentation naturelle », l’objectif de cette thèse était de montrer comment chaque investigation d’épidémie apporte l’opportunité d’acquérir des connaissances scientifiques sur la contribution des cas asymptomatiques à l’introduction, la dissémination et l’endémisation des maladies vectorielles de façon réactive.Notre méta-analyse d’études de séroprévalence per- et post-épidémiques suggère que, contrairement à nos attentes, la lignée de virus chikungunya qui a émergé en 2004 dans l’Océan Indien qui était associée moins d’infections asymptomatiques que les autres. Dans une étude de la séroprévalence de la dengue à Nîmes en 2015, nous avons montré que le potentiel de diffusion de la dengue en France restait actuellement limité. Les données du dépistage des personnes exposées au risque de bilharziose urogénitale en Corse montrant une fréquence élevée d'infections pré-symptomatiques, nous avons évoqué un risque d’endémisation de la maladie qui a justifié son inscription sur la liste des maladies à déclaration obligatoire.Ce travail de thèse démontre qu’une approche pragmatique basée sur une veille sanitaire sensible associée à des investigations épidémiologiques de terrain précoces peut contribuer à aussi bien à la lutte contre les émergences qu’à l’évolution des connaissances
Conditions recently proved favourable to transmission of emerging vector-borne diseases, chikungunya, dengue and urogenital schistosomiasis in mainland France.Santé publique France, the Agency in charge of public health surveillance in France is at the forefront of detecting and investigating emerging infectious disease in order to guide prevention and control measures. Assuming that each outbreak constitutes a situation of "natural experimentation", the aim of this thesis was to show how outbreak investigations give the opportunity to acquire rapidly scientific knowledge on the contribution of asymptomatic cases to the introduction, dissemination and endemisation of vector-borne diseases.Through a meta-analysis of per and post-epidemic seroprevalence studies,we have shown that the chikungunya virus lineage that emerged in the Indian Ocean in 2004 is associated with a lower frequency of asymptomatic infections. In a dengue serosurvey in Nîmes in 2015, we showed that the diffusion potential of dengue in France is currently limited. Screening data of urogenital bilharziasis in persons exposed in Corsica showed a high frequency of pre-symptomatic infections suggestive of a risk of endemisation of the disease that justified its inclusion on the list of notifiable diseases.This thesis work shows that a pragmatic approach based on sensitive surveillance associated with early field outbreak investigations can significantly contribute to both emerging infections control and the advancement of knowledge

Les virus géants d'amibes( Acanthamoeba) sont des virus à ADN double brin . Ces virus géants ont été isolés depuis 2008 essentiellement à partir de prélèvements d'eaux et sols) collectés dans diverses régions géographiques à travers le monde, ou à partir de prélèvements humains (selle, liquide broncho-alvéolaire et sang). Ils sont repartis en 4 familles virales dont les plus représentées sont les familles Mimiviridae et Marseilleviridae avec pour membres fondateurs respectifs Mimivirus et Marseillevirus et comptent à ce jour respectivement 44 et 20 isolats. Les virus géants d'amibes sont ubiquitaires dans notre biosphère, et les êtres humains y sont potentiellement exposés. Au cours de cette Thèse, nous avons premièrement écrit une revue de la littérature décrivant les outils de mise en évidence des virus géants d'amibes chez l'homme incluant la sérologie, la culture, la PCR ou l'hybridation de sondes fluorescentes in situ. Deuxièmement, nous avons conçu et évalué 5 systèmes de PCR en temps réel détectant les membres des groupes de mimivirus d'amibes, leurs virophages et les marseillevirus. Nous avons participé à un 3ème travail décrivant les différentes procédures d'isolement sur amibes utilisées jusqu'à présent dans notre laboratoire . Enfin, dans un 4ème travail préliminaire, nous avons recherché par PCR la présence des mimivirus et marseillevirus dans 701 plasmas de patients infectés par HIV-1.Au total, nos travaux ont décrit les mises au point, performances et limites des tests de PCR pour l'étude des virus géants, et ont contribué aux outils et fourni des éléments pour l'étude de l'implication des virus géants d'amibes en pathologie humaine
The giant viruses of amoebas( Acanthamoeba) are double stranded DNA viruses. These giant viruses have been isolated essentially from water and soil samples collected in various geographic regions around the world or from human samples (stool, blood and bronchoalveolar fluid). These giant viruses are divided into four viral families among which those comprising the largest number of representatives are the Mimiviridae and Marseilleviridae families, whose respective founders are Mimivirus and Marseillevirus and comprise 44 and 20 representative members, respectively. Giant viruses of amoeba are ubiquitous in our biosphere, which means that humans can be exposed to them. In this Thesis, we initially wrote a review of the literature describing the tools to detect the present of these giant viruses in humans, including serology, culture isolation, PCR and fluorescence in situ hybridization (FISH). Secondly, we designed and evaluated the performance of five real-time PCR systems targeting the members of the 3 groups of mimiviruses of amoeba, their virophages and the marseilleviruses. We were involved in a third work that described the different isolation procedures on amoebae used so far in our laboratory for giant viruses. Finally, in a fourth preliminary work, we looked by PCR for the presence of mimiviruses and marseilleviruses DNA in 701 plasma from patients infected with HIV-1. In summary, our work described the developed PCR assays for the study of giant viruses, and their performance and limitations, and it contributed to the tools and evidence for the study of the involvement of the giant amoeba virus in human pathology

Les virus émergents sont définis comme ceux qui sont récemment apparus ou ceux dont les populations ont récemment augmenté en prévalence, en pathogénicité et / ou en répartition géographique. Comprendre comment les virus évoluent et s'adaptent à de nouvelles niches écologiques est une question centrale de l'émergence virale. Parmi les phytovirus, le genre Begomovirus (ADN circulaire simple brin), transmis par l'aleurode Bemisia tabaci, est responsable de nombreuses maladies émergentes d'importances économiques majeures sur diverses cultures. Des études récentes ont montré l'existence de complexe de begomovirus indigènes et exotiques dans les îles du Sud-Ouest de l'océan Indien. De part l'insularité et la richesse écologique exceptionnelle, cette région représente un lieu de travail idéal pour l'étude de la diversité en begomovirus et des facteurs évolutifs associés. À La Réunion, l'introduction accidentelle et successive de deux souches exotiques et invasives de Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), nous a offert l'opportunité d'étudier l'évolution spatio-temporelle de ce complexe viral dans un écosystème tropical et insulaire. Cette étude a mis en avant un déplacement rapide du TYLCV-Mld par le TYLCV-IL. Nos analyses du pouvoir pathogène ont montré que si aucune différence statistique de fitness entre les deux souches de TYLCV n'a été mise en évidence, les tests de virulence ont au contraire démontré que le TYLCV-IL d'origine recombinante présentait une virulence plus élevée que le TYLCV-Mld. Des hypothèses fortes ont été proposées quant à l'origine moléculaire et aux conséquences épidémiologique de cette virulence plus élevée. Dans le contexte plus large des îles du Sud-Ouest de l'océan Indien (SWIO), l'étude de la diversité génétique des bégomovirus a dévoilé l'existence d'une extraordinaire diversité virale. La reconstruction phylogénétique a montré que les virus des îles SWIO étaient associés au groupe « Africain Méditerranéen » des begomovirus monopartites et bipartites, et qu'ils présentent une origine polyphylétique. L'analyse des facteurs évolutifs associés à la genèse de cette diversité, a permis (1) de montrer que la recombinaison avait pris une part prépondérante dans l'évolution de ces virus, et (2) de décrire l'existence de hot spot et de cold spot de recombinaison sur le génome des bégomovirus. Dès lors, la réalisation d'une analyse globale basée sur les séquences de bégomovirus disponibles dans les bases de données, a permis de suggérer l'intervention de facteurs mécanistiques et/ou sélectifs dans le façonnage des profils de recombinaison. Des raisons mécanistiques associées à des conflits entre les complexes de réplication et de transcription ont été avancées quant à l'origine de la création des recombinants. L'étude du niveau de perturbation des protéines après recombinaison (analyse SCHEMA) démontre qu'une fois créés, les recombinants sont soumis à une forte sélection purificatrice agissant sur les réarrangements délétères. À terme, seuls devraient persister les virus recombinants pour lesquels la recombinaison n'aura pas perturbé les multiples réseaux d'interactions codés par le génome et responsables des fonctions biologiques du virus. Enfin, l'élargissement de cette même analyse à l'ensemble des virus à ADN circulaire simple brin, présentant pourtant des gammes d'hôtes très variées (animaux, végétaux et bactéries), a permis de montrer encore une fois l'importance de la recombinaison et de la sélection purificatrice sur le « façonnage » des profils de recombinaison. L'aptitude des bégomovirus à échanger du matériel génétique par recombinaison et l'existence de taux de mutation élevé semblent être de solides atouts pour s'adapter aux nouvelles niches écologiques offertes par leur vecteur et sa dissémination mondiale. L'ensemble de ces paramètres biologiques fait de ces virus des candidats très sérieux à l'émergence, domaine dans lequel ils ont déjà rencontré ces dernières années un certain succès
Emerging viruses are defined as those that have recently appeared or those whose populations have recently increased in prevalence, pathogenesis and / or geographical distribution. Understanding the pathways viruses use to evolve and adapt to new ecological niches is a central issue of viral emergence. Among phytoviruses, Begomovirus genus (circular single strand DNA) is responsible of numerous emerging diseases on crops. Recent studies have shown the existence of indigenous and exotic begomovirus complexes in the South West Indian Ocean Islands. This region, because of its isolation and its ecological richness, represents an opportunity for begomovirus diversity study and the understanding of evolutionary factors involved in. In Reunion Island, the accidental and successive introduction of two exotic and invasive strains of Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), gave us the opportunity to study the spatial and temporal evolution of this viral complex in a tropical and insular ecosystem. This study has put forward a rapid displacement of TYLCV-Mld by TYLCV-IL strain. Our analyses of pathogenicity showed no statistical difference in fitness between the two strains, but the virulence tests have demonstrated that TYLCV-IL present a higher virulence than TYLCV-Mld. Hypotheses about those differences and explanation of TYLCV-Mld displacement in regards to the recombinant nature of TYLCV-IL were proposed. In the broader context of the South West Indian Ocean Islands, the study of begomovirus genetic diversity has shown the existence of an extraordinary viral diversity. Phylogenetic reconstruction demonstrates that the island viruses are associated with the 'African Mediterranean' monopartite and bipartite begomovirus group and that they display a polyphyletic origin. An analysis of evolving factors associated with the genesis of this diversity, enabled (1) to show that recombination had taken a dominant place in the evolution of these viruses, and (2) to describe the existence of hot and cold spots of recombination on begomovirus genome. Therefore, conducting a comprehensive analysis based on begomovirus sequences available in public databases, has led to suggest the intervention of mechanistic factors and / or selective pressure in shaping recombination patterns. Mechanistic factors due to conflicts between replication and transcription complexes were proposed to be involved in the creation of recombinant viruses. The study of recombinant protein disruption level (SCHEMA analysis) demonstrates that newly created recombinants are under strong purifying selection acting on deleterious rearrangements. Ultimately, it would only remain the reasonably adapted recombinant viruses, for which recombination has not disrupt the multiple interactions networks encoded by the genome and responsible of its biological functions. Finally, enlargement of the same analysis to all circular single strand DNA viruses, viruses presenting a wide host ranges (animals, plants and bacteria), demonstrated once again the importance of recombination in their evolution and that purifying selection shapes recombination profiles. The ability of begomovirus to exchange genetic material by recombination and the existence of high mutation rates appear to be a strong advantage for the adaptation to new ecological niches offered by their vectors and its worldwide spread. Those factors made begomovirus having a strong emerging potential, domain in which they were already successful

La récente pandémie de Covid19 nous rappelle, si cela était encore nécessaire, que la propagation des maladies infectieuses ignore les frontières géographiques. Les changements combinés de biodiversité locale et l’utilisation des terres, l’augmentation de la connectivité internationale par le transport et le commerce ainsi que la menace imminente du changement climatique a accru le risque d’émergence et de réémergence des maladies infectieuses (EMI). Jusqu’à présent la réponse des politiques de santé publique a été la surveillance passive sans toutefois s’avérer réellement efficace dans la prévention et le contrôle des épidémies. Le choix qui a été fait ici est celui d’une nouvelle approche anticipative, par identification des zones à haut risques d’EMI en se basant sur la détection des facteurs environnementaux les plus favorisant. Parmi ces facteurs on trouve la conversion des terres, la diminution drastique de la biodiversité ou encore le changement climatique. Ainsi la méthode biogéographique a permis d’étudier et d’analyser les EMI à travers différents groupes de taxons de pathogènes comme les bactéries, les virus, les protozoaires et les champignons. L’étude a été portée globalement, ainsi que localement, en Guyane Française, un territoire français d’outre-mer situé en Amérique du Sud. Dans les deux cas, à travers les différents groupes de pathogènes, les risques d’inondation, les récentes conversions de parcelles de forêts en terres agro-minières et l’augmentation du minimum de température due au changement climatique se sont avérés être des facteurs significatifs dans l’émergence globale et locale des maladies infectieuses étudiées. Les principaux résultats de cette thèse sont les suivantes :1. Une approche biogéographique de modélisation de la distribution des EMI en utilisant les bases de données existantes sur les cas cliniques, l’imagerie satellite et un modèle statistique non conventionnel est efficace pour détecter précocement les régions à risque, permettre d’améliorer la prévention, et contrôler leur diffusion.2. Il est possible d’anticiper les EMI en identifiant et en gérant précocement les facteurs favorisant ayant un lien direct avec l’anthropisation de l’environnement
The COVID-19 pandemic highlights that the spread of infectious diseases goes beyond geographical boundaries. Simultaneous changes in local biodiversity and land use, the increasing international connectivity through human transport and trade and the imminent threat of climate change have increased the risk of the emergence and reemergence of infectious diseases. The current public health response to emerging infectious diseases (EID) by passive surveillance has proven largely ineffective in preventing and controlling disease outbreaks. The way toward is to “get ahead of the curve” by identifying potential hotspots of disease emergence and detecting the environmental triggers such as land transformation, biodiversity loss and climate change. I used a biogeographic approach to study and analyze disease emergence across different taxonomic pathogen groups such as bacterial, viral, protozoal and fungal, globally and in French Guiana, a French Overseas territory located in South America. I found that regions at risk of floods, recent conversion of forest to agricultural lands and increasing minimum temperature (i.e. temperature at night) caused by cli mate change were drivers for disease emergence locally and globally across the different pathogen groups. The main findings of the PhD thesis are the following:1. Biogeographic approach to mapping the distribution of EIDs with using existing human cases data, remote sensing imagery and unconventional statistical models is effective to “get ahead of the curve” in the detection of regions at risk and the management of EIDs.2. EIDs are not unprecedented but predictable by identifying and managing the triggers of disease emergence, which have a direct link with the anthropization of the environment

Les puces sont des arthropodes hématophages obligatoires. L’importance des puces en santé publique humaine est surtout liée à leur capacité de transmission d’agents de maladies infectieuses. La présence de ces agents infectieux dans certaines régions et leur association avec différentes espèces de puces restent peu étudiées dans certains endroits du monde. Dans cette étude, nous avons analysé par outils épidémiologiques, microbiologiques et moléculaires, la présence de bactéries zoonotiques émergentes chez des puces collectées sur des animaux domestiques et sauvages en France, sur l’île de Tahiti, sur l’île de Bornéo, au Laos et en Algérie. Grâce à nos investigations, nous avons contribué à enrichir la carte de répartition des bactéries véhiculées par les puces.La deuxième partie de notre travail a été initié par la détection dans des puces de Bartonella quintana , alors que cette bactérie est connue pour être habituellement transmise par les poux de corps. Nous avons donc décidé d’étudier cette relation entre les puces et Bartonella quintana. Pour réaliser cette étude, nous avons mis en place un protocole d’élevage sur membrane artificielle de puces de l’espèce Ctenocephalides felis. Il s’agit du deuxième en Europe. Nous avons ensuite mis au point un système de confinement pour les puces infectées. Enfin, nous avons développé un modèle expérimental d’infection des puces par B. quintana. Les résultats préliminaires démontrent un pouvoir d’acquisition de cette bactérie par les puces C. felis et son élimination dans les fèces, qui sont en général la source de contamination des humains par les bartonella
Fleas are found worldwide on mammals and birds, and are vectors of several zoonoses of public health importance. Consequently, flea-borne infections are emerging or reemerged throughout the world, and their incidence is on the rise. Yet their occurrence in some regions and their association with different flea species remain poorly studied in several countries in the world. We analyzed by epidemiological, microbiological and molecular tools the emerging zoonotic bacteria in fleas collected from wild and domestic animals in France, Tahiti Island, Borneo Island, Laos and Algeria. Through our investigations, we have helped to enrich the map of distribution of bacteria carried by fleas.Although the body louse is considered the main vector of B. quintana, the recent reports of the presence of B. quintana DNA in cat fleas (Ctenocephalides felis) and in human fleas (Pulex irritans) were reported. To evaluate the relationship between the fleas and B. quintana, including studies of maintenance and transmissions of B. quintana, require the use of large numbers of live laboratory-raised fleas. A protocol of maintenance and containment of laboratory un-infected and infected fleas were established. Subsequently, we developed an experimental model of infection fleas by B. quintana that is in progress. The preliminary results show a power of acquisition of this bacterium by C. felis fleas

La résistance aux antibiotiques chez les bactéries est un problème majeur mondial du fait de son augmentation. Récemment, la transmission des bactéries résistantes aux humains, aux animaux et à l’environnement sont de plus en plus décrits dans la littérature. Ces dernières années, les voyages internationaux ont augmenté massivement ce qui a permis aux bactéries résistantes de se propager d’un lieu à un autre. Les voyageurs internationaux sont les principaux acteurs de l’acquisition et de la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques. Le plus grand rassemblement annuel de personnes comme le pèlerinage à la Mecque est connu pour être un réservoir pour la transmission des maladies infectieuses telles que la grippe, les épidémies méningococciques ou la tuberculose. Par conséquent, les voyageurs en particulier les pèlerins représentent une source importante de propagation de bactéries multi-résistantes. Les études sur la transmission et l'acquisition de gènes de résistance pendant le Hajj sont rares. Par conséquent, ce projet de thèse a trois objectifs principaux permettant de mieux comprendre la prévalence des gènes de résistance et des bactéries multi-résistantes au cours du Hajj:(i)l’étude de la surveillance épidémiologique des gènes de résistance chez les pèlerins avant et après le Hajj,(ii)l’étude des facteurs de risque d'acquisition de gènes de résistance aux antibiotiques chez les pèlerins,(iii)les études épidémiologiques moléculaires des bactéries résistantes chez les pèlerins et d'autres sources, tels que les patients, les animaux et l’environnement en utilisant des techniques comme le typage des séquences multi-locus et le séquençage du génome complet
Antibiotic resistance in bacteria is increasing and become a worldwide problem. Newresistance bacteria or mechanisms are emerging and spreading rapidly. Recently, thetransmission of antibiotic-resistant (AR) bacteria among humans, animals, and the variousenvironments are vastly recognized. With the growth of international travels over the pastdecades, this provides opportunities for AR bacteria to be spread rapidly from one geographiclocation to another. During trips, travelers changed diets, lifestyles, and their environmentsresulting in the alteration of AR patterns of bacteria residing in the gut. Thus, internationaltravelers are one of the most important modes for the acquisition and spread of AR genes.The largest annual mass gathering, the Hajj (pilgrimage to Mecca) is well known as a sourcefor infectious diseases transmission such as influenza, meningococcal outbreaks ortuberculosis. Thus, travelers, especially pilgrims, are one of the most significant sources forspreading AR bacteria. However, studies of the transmission and acquisition of AR genesduring Hajj in pilgrims are scarce. Therefore, this research thesis was carried out with threemain objectives to better understanding the prevalence of AR genes and bacteria during Hajj:(i) epidemiological surveillance of AR genes in pilgrims before and after Hajj, (ii) risk factorsanalysis concerning AR genes acquisition in pilgrims, (iii) molecular epidemiological studiesof AR bacteria in pilgrims, including patients, animals, and environment with the use ofmulti-locus sequence typing and whole genome sequencing

Les Henipavirus sont des paramyxovirus zoonotiques émergents hautement pathogènes. Ils sont capables d’infecter un large spectre d’hôtes incluant notamment la chauve-souris frugivore (réservoir naturel), le porc et l’homme. Etant donné leur très grande dangerosité et en l’absence de traitements curatifs ou prophylactiques efficaces, ces virus doivent être manipulés dans un laboratoire de classe P4. Dans une première partie, nous étudions l’effet de composés glyco-amino-glycanes sur l’infection par les Henipavirus ainsi que leur potentielle application en tant que traitement. Dans une seconde partie, nous nous attachons à comprendre les interactions entre le système immunitaire de l’hôte et le virus. Afin de mieux comprendre ces interactions, nous avons utilisé une approche basée sur l’utilisation de souris déficientes pour certaines voies de l’immunité. En effet, bien que les récepteurs cellulaires au virus (EFN B2 et B3) soient fonctionnels chez la souris, celle-ci est résistante à l’infection par voie intrapéritonéale. Nous avons analysé la susceptibilité au virus Nipah (NiV) de souris privées de différentes voies du système immunitaire inné et adaptatif. Les résultats obtenus permettent d’envisager certaines lignées de ces souris comme nouveaux modèles animaux pour l’étude de l’immunopathogénèse du NiV. Cette étude suggère aussi que le système interféron de type I joue un rôle crucial dans la limitation de la propagation virale vers le cerveau et que les lymphocytes T sont nécessaires à la complète élimination du virus. Les macrophages jouent, quant à eux, un rôle central et indispensable, à l’interface entre système inné et adaptatif. Enfin, nous abordons les prémices d’un projet visant à identifier les différences d’interactions au niveau moléculaire entre les protéines non-structurales du virus et les protéines du système immunitaire inné chez l’Homme et la souris afin de voir s’il se dégage des différences d’interactions pouvant expliquer les différences de pathogénie. Ces travaux ont donc permis d’identifier de nouveaux modèles animaux et de mieux caractériser les interactions entre le pathogène et le système immunitaire de l’hôte, de l’échelle moléculaire à l’échelle de l’organisme entier. Néanmoins, les mécanismes précis de ces interactions restent à élucider et permettront certainement de mieux comprendre la grande diversité de pathogénie des Henipavirus
Henipaviruses are highly pathogenic emerging zoonotic paramyxoviruses. They can infect a broad spectrum of mammals including flying foxes (Pteropus fruit bats), its reservoir, pigs and humans. As there are neither therapeutic drugs nor efficient prophylactic treatment towards these highly lethal viruses, they have to be manipulated in biosafety level-4 laboratories. In the first part of this thesis, we study the role of glyco-amino-glycans on Henipavirus infection and their potential use as treatment. In the second part, we describe the interaction between the host immune system and the pathogen. To investigate these interactions, we took advantage of different transgenic mouse models deficient for some immune pathways. Indeed, although mice possess the viral entry receptor for Henipaviruses, they do not succumbed to intraperitoneal infection. We analyzed the susceptibility to Nipah virus (NiV) infection of mice deleted for different components of innate and adaptive immune systems. Obtained results showed that some of these mice can be used as new models for NiV immunopathogenesis study. This study also suggests that type I interferon system plays a major role in limitation of viral spreading to the brain and that T cells are necessary for full viral clearance. Macrophages act at the crossroad of immunity, between innate and adaptive system. Finally, we deal with the preliminary phases of a project which aims to identify the differences, at a molecular level, of interaction between non-structural viral proteins and innate immunity proteins in mice and human. Such differences could explain the different clinical patterns that are observed in these species. In conclusion, this thesis allowed to identify new animal models and to better characterize host-pathogen interactions, from molecular to whole organism level. However, the precise mecanisms of these interactions remain to be elucidated and would probably help to understand the great diversity of pathogeny of Henipaviruses

Les zoonoses représentent 60% des maladies infectieuses émergentes, et 70% de ces zoonoses proviennent de la faune sauvage. Les chauves-souris sont les hôtes de nombreux agents infectieux, notamment de virus responsables de zoonoses chez l’Homme comme le virus Ebola, le virus Nipah ou le virus Hendra. Au cours des deux dernières décennies, de nouveaux virus issus des chauves-souris ont émergé dans les populations humaines et animales, avec des conséquences importantes pour la santé publique, vétérinaire, mais également pour l’économie. C’est notamment le cas des coronavirus (CoVs) tels que le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) et le syndrome de diarrhée aiguë du porc (SADS), responsables de plusieurs milliers de décès humains ainsi que d’une mortalité élevée dans les élevages porcins. Bien que de nombreuses études aient identifié des CoVs de chauves-souris dans le monde, les connaissances actuelles sur la diversité et les risques associés à l'émergence de CoVs dans les écosystèmes insulaires tropicaux restent à évaluer avec précision. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’écologie et l’évolution de coronavirus dans des populations de chauves-souris. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au niveau d’exposition des hôtes aux CoVs, et à l’histoire évolutive de ces virus dans le contexte phylogéographique des îles de l’ouest de l’Océan Indien. Basée sur l’analyse de 1088 échantillons par biologie moléculaire, cette étude a mis en évidence, pour la première fois, la présence de CoV chez des chauves-souris insectivores à Mayotte, au Mozambique, à l’île de La Réunion, et à Madagascar. La prévalence globale de chauves-souris infectées par les CoVs était de 8,0% ± 1,2% avec une variation significative entre l’Afrique continentale et les îles, mais aussi entre familles de chauves-souris. Nous avons identifié une grande diversité génétique de α-CoVs et de β-CoVs, dont certains sont phylogénétiquement proches de CoVs humains (e.g. HCoV-NL63, HCoV-229E, MERS-CoV). Enfin, ces CoVs sont structurés phylogénétiquement par famille de chauves-souris, supportant une longue histoire de coévolution entre chauves-souris et leurs CoVs dans l’Océan Indien occidental. Nous avons dans un second temps réalisé une étude longitudinale sur la dynamique d’infection de CoV dans une colonie de maternité de Petit Molosse (Mormopterus francoismoutoui), espèce endémique de La Réunion. Basé sur la détection du génome viral dans des prélèvements environnementaux (fèces et guano), nous avons exploré l’effet de la structure de la population sur la dynamique d’infection pendant deux années consécutives. Les résultats montrent une variation très marquée des prévalences d’infection chez les chauves-souris au cours de la saison, avec la présence de deux pics d’infection : lors de la colonisation de la grotte de maternité (associé à une augmentation de la densité des hôtes), et environ un mois après le début de la parturition (associé à la perte d’immunité chez les nouveaux-nés). L’ensemble de ces travaux montre que l’évolution des CoVs des chauves-souris de l’ouest de l’Océan Indien est majoritairement due à de la coévolution entre les hôtes et leurs virus, bien que le contexte insulaire puisse également induire de la spéciation intra-île, au sein des familles de chauves-souris. La mise en évidence de facteurs écologiques et biologiques influant sur la dynamique d’infection à l’échelle d’une population souligne que les risques de transmission de CoVs à d’autres hôtes diffèrent en fonction des communautés de chauves-souris présentes sur chaque île, mais aussi de la structure des populations des hôtes et de sa variation temporelle
Zoonoses account for 60% of emerging infectious diseases, among which 70% originate from wildlife. Bats host many infectious agents, including viruses responsible for zoonoses in humans such as Ebola, Nipah or Hendraus. For the last two decades, new bat viruses have emerged in human and animal populations, causing major threats for public and animal health. Coronaviruses (CoV) such as Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS), Middle East Respiratory Syndrome (MERS) and Acute Acute Diarrhea Syndrome (SADS) are responsible for thousands of deaths in humans and pigs. Although many studies have described bat CoVs around the world, current knowledge about the diversity and risks associated with emerging CoVs in island ecosystems remain to be precisely assessed.In this work, we investigated the ecology and evolution of coronaviruses in bats by assessing the level of bat exposure to CoVs, and the evolutionary history in the phylogeographic context of the islands of the Western Indian Ocean. Based on the molecular screening of 1088 samples, we report, for the first time the presence of CoVs in insectivorous bats on Mayotte, on Madagascar, in Mozambique and on Reunion Island. The overall prevalence of bats positive for CoV was 8.0% ± 1.2%, with significant variation between continental Africa and islands, as well as between bat families. We found a large diversity of α-CoVs and β-CoVs, some being genetically related to those detected in human (e.g. HCoV-NL63, HCoV-229E, MERS-CoV). These CoVs were phylogenetically structured by bat family, supporting a long history of co-evolution between bats and their associated CoVs in the region. We then focused on the Reunion free tailed bat (Mormopterus francoismoutoui), an endemic species on this island, and investigated temporal infection dynamics in a maternal colony, during two consecutive years. Results highlighted a major variation in the prevalence of infected bats during the maternity season, with patterns similar for both years and the presence of two peaks of infection. Indeed, one pic occurs during the colonization of the maternity colony (associated to an increase in host density), and another about a month after the beginning of parturition (potentially associated to a loss of maternal antibodies in newborns). This work provides strong support for a long history of coevolution between bats and their CoVs in the Western Indian ocean, although within-island speciation for each bat families also occurs. Ecological and biological factors influencing the infection dynamics highlights a different level of CoV transmission risks to other hosts, including humans, associated to bat communities inhabiting each island, as well as to temporal variations in host population structure

De nombreux primates d'Afrique sont infectés par les SIV et SLTV en particulier par ceux reconnus comme les ancêtres du VIH et HTLV à l'origine de graves épidémies chez l'homme. Des humains en Afrique continuent d'être exposés à ces virus lors des activités liées à la chasse. Ainsi le risque de transmissions inter-espèces des rétrovirus des primates aux humains persiste toujours dans cette région. Nous avons montré que le mangabey agile est infecté par un SIVagi phylogénétiquement très proche du SIVrcm infectant le mangabey à collier blanc au Cameroun. Nous avons montré aussi que les SIVdeb infectant les cercopithèques de Brazza se regroupent phylogénétiquement selon leurs régions géographiques d'origine non seulement à travers l'Afrique Equatoriale mais aussi à l'intérieur même du Cameroun. Nous avons adapté et validé un outil sérologique (Luminex) qui permet de tester près de 34 antigènes SIV/HIV simultanément. Cet outil et d'autres nous ont permis ensuite de documenter une prévalence globale élevée d'infection SIV et STLV chez les singes chassés pour la viande de brousse en RDC, particulièrement chez les espèces les plus consommées. De nouvelles lignées de SIV et STLV ont aussi été décrites. Par ailleurs, nous avons montré pour la première fois que les fécès peuvent être utilisés pour la détection des STLV chez les bonobos qui sont naturellemnt infectés par les STLV-2 et 3. En revanche, aucune évidence d'infection SIV chez les bonobos n'a été observée. Les travaux de cette thèse contribuent à l'amélioration des connaissances sur les infections rétrovirales chez les primates non humains au Cameroun et en RDC, complètent les informations disponibles sur les réservoirs du VIH-1 et HTLV et enfin fournissent des éléments d'appréciation du risque de transmission de ces virus à l'homme en RDC et au Cameroun
SIVs and SLTVs infecting apes and monkeys in Africa are the progenitors of HIV and HTLV. Numerous African non-human primates are infected with SIV and STLV and humans continue to be exposed to these viruses by hunting and handling of primate bushmeat. Therefore the risk of cross-species transmissions from primates to humans is still persistent. We showed that SIVagi infecting captive agile mangabey is most closely related to SIVrcm from a wild-caught red capped mangabey from Cameroon. We observed also phylogeographic clustering among SIVdeb strains from Cameroon, DRC and Uganda, but also among distinct areas in Cameroon. We adapted and evaluated a novel high troughput immune assay that included 34 different HIV and SIV antigens in a single well. Using this tool and others, we found a high SIV and STLV prevalence especially among the most hunted monkeys in DRC. We identified also new SIV and STLV lineages. On the other hand, we did not find any evidence of SIV infection in bonobos. However, we showed, for the first time, that fecal samples could be used to detect STLV infection in bonobos that are naturally infected with STLV-2 and 3. The results obtained during this thesis contribute to the improvement of our knowledge on retroviral infections in nonhuman primates from Central Africa, complete information on HIV and HTLV reservoirs and provide background information on human transmission risk of these infections in central Africa especially in DRC

L'ulcère de Buruli est une maladie émergente tropicale négligée. Il provoque une défiguration et une incapacité permanente pour les victimes. L'agent causal est Mycobacterium ulcerans. Cependant, le réservoir environnemental et le mode de transmission de cette bactérie ne sont pas connus. Les tentatives visant à gérer la maladie ont été freinées par le manque de connaissances concernant le mode de transmission ainsi que le réservoir environnemental de M. ulcerans. Certains écosystèmes et habitats ont été associés au risque de contracter cette mycobactérie, notamment les milieux aquatiques d'eau douce stagnants et perturbés par les activités humaines des régions tropicales. S'il n'existe pas de vecteur bien identifié, des insectes aquatiques Hémiptères sont fortement suspectés d'intervenir dans la vectorisation de cet agent infectieux à l'humain. Une compréhension complète de la distribution et du mode de transmission de la bactérie aiderait ainsi à la gestion de la maladie. Dans cette thèse, nous utilisons les outils issus de la modélisation de la niche écologique pour décrire la distribution de M. ulcerans. Suite à la construction d'un modèle au Cameroun, en Afrique Centrale, et testé avec une seconde base de données en Guyane Française (Amérique du Sud), nous trouvons que l'agent pathogène montre des variations saisonnières notables dans la répartition de nos sites d'étude, au Cameroun. Pendant la saison humide, M. ulcerans est plus fréquente dans les grands bassins versants et en absence de marécages, tandis que durant la saison sèche, la bactérie est plus présente dans les petits bassins versants où peuvent être présents dans les zones marécageuses. Notre étude a permis de générer des cartes de répartition de l'agent pathogène dans la région d'étude, qui pourront être utilisées dans des études ultérieures contribuant à mieux gérer le risque infectieux pour cette maladie. De plus, nous avons développé une modélisation des niches écologiques des insectes aquatiques soupçonnés d'être des vecteurs de l'agent pathogène. Basé sur un protocole d'échantillonnage d'insectes aquatiques qui couvre l'ensemble du Cameroun, nous avons construit un modèle suivant la méthode de l'entropie maximale. Ceci nous a permis d'interpoler notre modèle sur toute l'Afrique de l'Ouest. Nous avons ensuite testé une corrélation entre la répartition prévue des insectes potentiellement vecteurs, et la prévalence de l'ulcère de Buruli. Nous mettons en évidence une corrélation positive significative entre la répartition des insectes et la répartition de la maladie, et trouvons que cette corrélation varie significativement dans l'espace et le temps. Ceci est cohérent avec la possibilité d'une transmission multi-hôte pour cet agent pathogène.Enfin, en collaboration avec d'autres auteurs, nous avons pu explorer différents facteurs influençant la distribution de M. ulcerans, tels que les réseaux et la structure de la communauté biotique, ou encore l'impact de l'occupation du sol sur la distribution de l'ulcère de Buruli dans notre région d'étude d'Akonolinga au Cameroun. Et enfin nous avons testé le changement de distribution de la maladie à une plus grande échelle, entre le Bénin et le Nigeria. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension de la distribution de Mycobacterium ulcerans et de l'ulcère de Buruli, fournissant des éléments de preuve d'une transmission multi-hôtes de la mycobactérie, ainsi que les premières cartes de répartition de l'agent pathogène pour la région d'Akonolinga au Cameroun
The Buruli ulcer is an emerging environmentally acquired infectious neglected tropical disease. It causes permanent disability and disfigurement in victims. The causative agent is Mycobacterium ulcerans; however the environmental reservoir and mode of transmission of this bacterium are not known. Attempts to manage the disease have been hampered by lack of knowledge of the mode of transmission and the environmental reservoir of M. ulcerans. Certain environments have been associated with the disease, notably disturbed aquatic environments composed of small bodies of stagnant water. There is no known vector, though aquatic insects have been implicated as possible vectors. A full understanding of the distribution and mode of transmission of the bacterium would help in management of the disease.In this thesis, we use the tools developed in ecological niche modelling to describe the distribution of M. ulcerans. Following the construction of a model in Cameroon, Central Africa, and tested against a second database in French Guiana (South America), the pathogen is found to have notable seasonal changes in its distribution in our study sites in Cameroon. In the wet season, M. ulcerans is more common in large watersheds, while in the dry season the bacterium is more common in small watersheds. This enabled the generation of hazard maps of the pathogen distribution in the study region, which will be used in future studies and management of the disease. Following this we undertook ecological niche modelling to describe the distribution of the aquatic insects suspected to be vectors of M. ulcerans. Based on a sampling protocol that spanned the country of Cameroon, we undertake maximum entropy modelling, which enabled us to interpolate our model across all of West Africa. With these maps we explore the correlation between the predicted distribution of the insects to the prevalence of the Buruli ulcer. We find a significant positive correlation between the distribution of the insects and the distribution of the disease, and find that this correlation undergoes significant changes in space and time, consistent with the model of multi-vectorial transmission of the disease.Finally, in collaboration with other authors, we have assisted in exploring how the distribution of M. ulcerans changes according to community structure networks, how the distribution of the Buruli ulcer disease changes in our study region of Akonolinga, Cameroon, and how the distribution of the disease changes at a larger scale, between Benin and Nigeria. This thesis contributes to our understanding of the distribution and drivers of Mycobacterium ulcerans and the Buruli ulcer, providing evidence of multi-vectorial transmission of the disease, and the first hazard maps of the pathogen for Akonolinga, Cameroon

Parmi les nombreuses pathologies infectieuses dignes d’intérêt en Guyane, deux d’entre elles, deux zoonoses, ont connu récemment un regain d’intérêt conduisant en quelques années à améliorer nettement leur connaissance, mais également découvrir des particularités épidémiologiques inattendues qui nous ont amené à nous poser la question de leur caractère émergent ou réémergent. Bien que cosmopolite et à tropisme tropical, la leptospirose n’a que peu été décrite en Guyane et sur le bouclier des Guyanes. La littérature repose sur des cas cliniques ou série de cas anciens, la dernière publication remontant à 1995. Sont présentées ici plusieurs études qui ont permis d’en savoir un peu plus sur cette infection bactérienne : revue exhaustive de la littérature, étude rétrospective des rapports du CNR, étude rétrospective multicentrique sur les leptospiroses prises en charge en Guyane entre 2007 et 2014, avec analyse de ses déterminants, démographiques, écologiques, cliniques, séro-épidémiologique, comparaison de ses formes graves à celles d’Afrique du Nord. Bien que sa présence ait été identifiée dès les années 50 en Guyane, la fièvre Q ou infection à Coxiella burnetii, n’avait suscité localement aucun intérêt jusqu’à la fin des années 1990. Le travail ici présente la progression des connaissances sur cette infection bactérienne, également cosmopolite, mais avec des spécificités locales tout à fait inédites. Au fil des découvertes sur cette bactérie à la sauce guyanaise, nous présenterons la contribution de notre équipe à la progression du savoir sur cette pathologie et l’apport de réponses amenant tout autant de nouvelles. Ainsi les réflexions portent autour de ce génotype si particulier, le MST17, trouvé exclusivement en Guyane, qui entraine l’incidence la plus élevée au monde de la fièvre Q, une prévalence élevée parmi les pneumopathies retrouvée nulle ailleurs. En outre, le cycle épidémiologique de la bactérie, habituellement fondé sur le bétail, semble ici suivre un tout autre chemin et trouver son réservoir dans la faune sauvage. L’on s’interroge également sur le contraste entre le problème de santé publique majeur que cette maladie représente en Guyane et le caractère tout juste anecdotique dans le reste de l’Amérique latine.Finalement, bien que ces deux zoonoses puissent être qualifiées de « maladies nouvelles » en Guyane, il s’agit probablement pour la leptospirose d’une augmentation récente du nombre de cas lié à l’amélioration des techniques diagnostiques et à la sensibilisation des médecins à cette maladie, tandis que la fièvre Q semble présenter un véritable profil émergent, avec augmentation récente de son incidence, et de nombreuses inconnues lié à un génotype très particulier.Plusieurs questions concernant ces deux infections restent encore sans réponse, et le travail est immense pour mieux comprendre les enjeux de ces deux maladies, tant à l’échelle de la Guyane qu’à celle du continent latino-américain
Among the numerous infectious diseases of interest in French Guiana (FG), two of them, two zoonoses, have recently experienced a revival of interest leading in a few years to a marked improvement in their knowledge. Several studies allowed as well discovering unexpected epidemiological features that have led us to question their emerging or reemerging character.Although cosmopolitan and with tropical a tropism, leptospirosis has been barely described in FG and on the Guiana Shield. The literature is old and reports only clinical cases or series, the most recent publication dating back to 1995. Several studies are presented in this work which have allowed to know a little more about this bacterial infection: exhaustive review of the literature, retrospective study of the reference national center reports, a retrospective multicenter study on leptos-piroses managed in FG between 2007 and 2014, with analysis of its determinants, demographic, ecological, clinical, sero-epidemiological, and a study comparing Guianese severe forms to those of North Africa.Although its presence had been suspected as early as the 1950s in FG, Q fever or Coxiella burnetii infection had not aroused interest locally until the late 1990s. The work here presents the progression of the knowledge of this bacterial infection, also cosmopolitan, but with unusual local specificities. In the course of the discoveries around this Guianese outbreak, we will present the contribution of our team to the progression of knowledge on this pathology and the contribution of answers bringing as much new questions. Thus the discussion will focus on this particular genotype, MST17, found exclusively in FG, which results in the highest incidence of Q fever in the world, a prevalence among pneumonias never found elsewhere. Moreover, the epidemiological cycle of the bacterium, usually based on livestock, seems to follow a completely different path and find its reservoir in wildlife. We also wonder about the contrast between the major public health problems that this disease represents in FG and the anecdotal character in the rest of Latin America.Finally, although these two zoonotic diseases may be described as "new diseases" in FG, it is likely that leptospirosis presents a recent increase in the number of cases related to the improvement of diagnostic techniques and the sensitization of physicians to this disease, but without real emergence, while Q fever seems to present a true emergent profile, with a recent increase in its incidence, and many unknowns linked to a very particular genotype.Many questions concerning these two infections remain unanswered, and the work is immense to better understand the stakes of these two diseases, both on the scale of FG and that of the Amazonian region and the Latin American continent

Les maladies émergentes représentent actuellement 65% de toutes les pathologies infectieuses récentes. Récemment, un nombre croissant de nouveaux virus a été associé à de petits mammifères terrestres, plus particulièrement à des rongeurs, désignant ce groupe comme étant l'une des possibles sources de dangereuses pathologies émergentes et ré-émergentes. Actuellement, la réaction en chaîne par polymérase (PCR) est l'outil principal utilisé pour la détection d'agents pathogènes dans la diagnostique de routine et dans la recherche. Or, plusieurs recherches ont montré que certaines substances inhibent la PCR, causant de faux résultats. Aussi, nous avons lancé un programme de capture de rongeurs pour le dépistage de virus connus et non identifiés. Au total 1441 rongeurs ont été capturés pendant des campagnes organisées en Europe et Afrique entre 2002 et 2011. Tout d'abord, nous avons examiné l'inhibition de la PCR et étudié les différentes techniques de traitement d'échantillons qui favorisent la réduction de la quantité d'inhibiteurs dans les échantillons de rongeurs. Parmi les techniques d'extraction évaluées, l'EZ1 virus mini kit et le réactif d'extraction RNAnow se sont avéré plus efficaces que le NucleoSpin virus kit ou le réactif d'extraction TRIzol. De même, l'utilisation des poumons et de reins était préférable à l'utilisation du foie et de la rate. Aucune différence significative n'a été observée entre le stockage à -80°C et le stockage dans le réactif RNAlater. Nous avons conduit le dépistage des virus, en utilisant les tests moléculaires et la culture cellulaire. Deux nouvelles souches de virus ont été isolées, séquencées et caractérisées
Emerging diseases currently represent 65% of recent major disease outbreaks. Of them, 75% are associated with wildlife. Recently, an increasing number of newly discovered viruses have been associated with small terrestrial mammals, particularly with rodents, pointing at this group as one of the most dangerous potential sources of emerging or re-emerging diseases. To meet these challenges for public health, a proper surveillance becomes necessary, which passes by detection of pathogens in human and risky groups of animals, including field investigations. Yet this can be achieved only by using proper techniques of samples treatment and pathogen detection. Currently, polymerase chain reaction (PCR) is the main tool used for the detection of pathogens in routine diagnostic and research. Yet, several researches showed that some substances can inhibit PCR, causing false-negative results. Therefore, we initiated a screening program targeting rodents for the presence of known and unidentified viruses. A total of 1441 rodents were trapped during field campaigns organized in Europe and Africa, between 2002 and 2011. At first we investigated on PCR inhibitors and discussed techniques of treatment of samples allowing reducing the influence of inhibitors in rodent samples. Among the extraction techniques tested, EZ1 virus mini kit and RNAnow extraction reagent were more effective than NucleoSpin virus kit or TRIzol extraction reagent. Also, the use of lungs and kidneys was preferable to the use of liver and spleen, the quantity of inhibitors being higher in the last two organs. No significant difference was observed between storage at -80°C, or in RNAlater RNA stabilization reagent