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Jeudi 20 décembre 2012 à 14h dans l'amphi du bâtiment des Plantes à l’IRD (avenue Agropolis)

Interaction entre la bactérie endosymbiotique Wolbachia et le parasite responsable de la malaria aviaire, Plasmodium relictum, chez le moustique Culex pipiens


Composition du jury :
Mr P. MAVINGUI, Directeur de recherche CNRS, U. Lyon 1 : Rapporteur
Mr G. SORCI, Directeur de recherche CNRS, U. Bourgogne : Rapporteur
Mr F. SIMARD, Directeur de recherche IRD, MIVEGEC Montpellier : Examinateur
Mr F. VAVRE, Directeur de recherche CNRS, U. Lyon 1 : Examinateur
Mme M. WEILL, Directeur de recherche CNRS, ISEM Montpellier : Membre invité
Mme A. RIVERO, Chargé de recherche CNRS, MIVEGEC Montpellier : Directrice de thèse
Mr. O. DURON, Chargé de recherche CNRS, ISEM Montpellier : Codirecteur de thèse


Résumé
Les interactions hôtes-parasites sont classiquement vues comme un équilibre dynamique entre seulement deux partenaires ; cependant, ce paradigme a progressivement changé ces dernières années avec la découverte de nombreux hôtes naturellement co-infectés par de multiples parasites. L’étude des co-infections s’avère particulièrement pertinente lorsque l’hôte est un vecteur de maladies, dans la mesure où les infections multiples peuvent avoir d’importantes conséquences sur la transmission d’un parasite, à la fois à des échelles écologiques et évolutives. Wolbachia pipientis est la bactérie endosymbiotique la plus commune chez les insectes, et de fait, suscite un intérêt particulier pour comprendre le rôle des co-infections sur l’issue des infections parasitaires. Afin de déterminer si l’infection naturelle par Wolbachia affecte la capacité des moustiques à transmettre la malaria, nous avons étudié une triade qui partage une histoire évolutive commune : le parasite de la malaria aviaire P. relictum SGS1, son vecteur naturel Cx. pipiens, et un ensemble de souches wPip de Wolbachia naturellement présentes chez ce moustique. Nous nous sommes tout d’abord intéressé à l’impact de différents types de wPip sur la prévalence et la diversité des parasites responsables de la malaria aviaires dans les populations naturelles de Cx. pipiens de la région de Montpellier. Puis, par l’utilisation de différentes lignées isogéniques de moustiques, infectés ou non par Wolbachia, nous avons étudiés l’impact de la présence du symbiote sur différents traits d’histoire de vie du moustique essentiels pour la transmission de Plasmodium. Nous montrons ainsi que Wolbachia profite à Cx. pipiens, mais également à Plasmodium: elle améliore plusieurs traits d’histoire de vie des moustiques, tels que leur longévité et leur fécondité, leur tolérance à l’infection par P. relictum, et facilite l’infection par ce parasite à la fois qualitativement et quantitativement (i.e. elle augmente à la fois la prévalence et l’intensité de l’infection). Bien que les mécanismes impliqués dans cette interaction tripartite restent encore inconnus, ces résultats suggèrent que Wolbachia peut avoir d’importantes implications sur la transmission de la malaria dans la nature. De plus, ces résultats suggèrent la nécessité de réévaluer l’utilisation de Wolbachia comme moyen de lutte contre les pathogènes et soulignent la nécessité de mieux comprendre les interactions multipartites.


Interaction between the endosymbiotic bacteria Wolbachia and the avian malaria parasite, Plasmodium relictum, in Culex pipiens mosquitoes

In recent years, there has been a shift in the one host one parasite paradigm with the realization that, in the field, most hosts are co-infected with multiple parasites. Coinfections are particularly relevant when the host is a vector of diseases, because multiple infections can have drastic consequences for parasite transmission at both the ecological and evolutionary time scales. Wolbachia pipientis is the most common parasitic microorganism in insects and as such it is of special interest for understanding the role of coinfections in the outcome of parasite infections. This thesis investigates whether a natural Wolbachia infection can alter the quality of mosquitoes as vectors of malaria. To address this issue, we used a Wolbachia-mosquito-Plasmodium triad with a common evolutionary history. Our experimental system consists in the avian malaria parasite P. relictum SGS1 and its natural vector, the mosquito Cx. pipiens, which naturally harbours the wPip Wolbachia strain. First, we investigated the impact of different wPip groups on the prevalence and diversity on avian malaria in natural populations of Cx. pipiens mosquitoes in the Montpellier region. Second, using different isogenic laboratory mosquito strains harboring or not Wolbachia, we investigated the impact of the presence of Wolbachia on several mosquito and Plasmodium life history traits relevant for malaria transmission. We show that Wolbachia benefits both Cx. pipiens and Plasmodium: it enhances several mosquito life history traits, such as longevity and fecundity, increases their tolerance to P. relictum (i.e. compensates for a Plasmodium-induced mortality) and facilitates P. relictum infection both qualitatively (increases infection prevalence) and quantitatively (increases infection intensity). Although the mechanisms involved in the mosquito-Wolbachia-Plasmodium interaction remain elusive, these results suggest that Wolbachia may have important implications on the transmission of malaria in nature. This is consistent with the high prevalence and diversity of avian malaria parasites found in natural populations of Cx. pipiens. Further, these results suggest the need to reassess the use of Wolbachia as a way to fight pathogens and highlight the need to better understand parasite interactions in disease vectors.

 

 

Caroline Fouet soutiendra sa thèse le 14 décembre à 14h dans l'amphithéâtre du bâtiment des plantes.

 

CARACTÉRISATION DE QUELQUES PHÉNOTYPES LIÉS À LARIDITÉ ET À LA TEMPÉRATURE CHEZ ANOPHELES GAMBIAE SENSU STRICTO (GILES, 1902)


Résumé

Grâce aux progrès réalisés en matière de séquençage, les génomes de nombreux organismes sont connus et disponibles. La génomique fonctionnelle est donc un axe de recherche actuellement en plein essor. Cependant, bien que la base de données génétiques soit conséquente, son homologue sur les données phénotypiques peine à se mettre au même niveau. On fait face au phénomène du « phenotype gap » traduisant une carence en phénotypes. Tous les organismes dont le génome a été séquencé sont confrontés à ce problème, y compris Anopheles gambiae.

A. gambiae fait preuve d’une extrême ubiquité environnementale et la caractérisation des phénotypes associés à son adaptation à divers contextes écologiques ainsi que la recherche des gènes impliqués dans cette adaptation font partie des principaux axes de recherche postérieurs au séquençage du génome de ce diptère.

Nous avons donc cherché à étudier les phénotypes liés à l’aridité et à la température chez l’espèce nominale du complexe A. gambiae. Nous avons mesuré la résistance à la dessiccation de moustiques adultes d’A. gambiae s.s. et étudié les températures préférentielles des larves, en mettant au point un nouveau système d’étude : le shuttlebox.

Nos résultats ont contribué à la mise au point de deux dispositifs expérimentaux permettant d’étudier deux phénotypes qui sont d’un intérêt majeur dans la compréhension des capacités d’adaptation d’A. gambiae s.s. à son environnement. Les différences de résistance à la dessiccation mises en évidence entre les différents caryotypes liés à l’inversion chromosomique 2La et entre les formes moléculaires M et S offrent des pistes intéressantes pour l’identification de facteurs génétiques impliqués dans la divergence écologique au sein de ce complexe d’espèces.

Mots clés : phénotype – Anopheles gambiae – aridité – température – inversion chromosomique – forme moléculaire

 

 


Amphithéâtre Agropolis à 10h vendredi 23/11/12

Vous êtes invités à partager un verre ensuite dans la mezzanine d'Agropolis.

 

Résumé

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.

Mots clés : écologie de la santé, maladies infectieuses émergentes, changements globaux, zones humides, Méditerranée, Camargue, virus influenza A, virus West Nile.

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Abstract

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.

Keywords: health ecology, emerging infectious diseases, global changes, wetlands, Mediterranean, Camargue, influenza A virus, West Nile virus.

 

 

Marion VITTECOQ