Dissertations / Theses on the topic 'Hématophagie'

Tous les êtres vivants sont concernés par le parasitisme en tant qu'hôte ou parasite. L'interaction durable entre un hôte et son parasite constitue une véritable confrontation interspécifique conduisant à des pressions de sélection antagonistes. Les parasites évoluent afin d'optimiser l'exploitation de leurs hôtes et leur transmission, tandis qu'en réponse, les hôtes évoluent afin de minimiser l'impact négative de l'infection sur leur valeur sélective. Dans le contexte de la transmission, les parasites ont développé au cours de l'évolution des stratégies adaptatives qui leur permettent de maximiser leurs chances de passages d'un hôte à l'autre. Certains parasites sont en effet capables de modifier de façon notable la physiologie, la morphologie ou encore le comportement de leur hôte, dans un sens qui augmente leur probabilité de transmission. On parle alors de manipulation parasitaire. L'étude de cette stratégie de transmission parasitaire à reçu une attention croissante ces dernières années, cependant de nombreux défis restent à relever. Cette thèse avait le double objectif de (i) contribuer au développement des connaissances fondamentales concernant la manipulation parasitaire en utilisant comme modèle biologique les parasites à transmission vectorielle (Plasmodium et trypanosomes) et (ii) d'intégrer le concept de manipulation parasitaire et son approche profondément ancrée dans l'écologie évolutive dans des champs disciplinaires plus appliqués tels que la médecine, l'épidémiologie et l'entomologie médicale. Les travaux effectués ont permis d'accroître nos connaissances concernant l'évolution, les mécanismes proximaux et la multidimensionalité (lorsque plus d'un trait phénotypique est modifié chez l'hôte) de la manipulation parasitaire. De plus, cette thèse a apporté des informations cruciales concernant le comportement d'alimentation d'Anopheles gambiae, le vecteur principal du paludisme en Afrique sub-Saharienne
Parasites are a very common life form on earth and drive many ecological and evolutionary processes. Hosts and parasites are locked in a continual coevolutionary race, which generates antagonistic selection. While parasites evolve to optimise the exploitation of their host and between-host transmission, hosts evolve to minimize the parasite-induced fitness losses. In the context of transmission, parasites have evolved adaptive strategies that maximise their probability of host to host transfer. Some parasites are indeed able to substantially alter the physiology, morphology or behaviour of their host in a way that increases their probability of transmission, a phenomenon named parasitic manipulation. Despite an increasing attention devoted to the investigation of this parasite strategy of transmission, many hurdles remain to be overcome. The goal of this dissertation was to (i) increase our fundamental knowledge concerning parasitic manipulation by using vector-borne parasites as study systems and (ii) merging the field of parasitic manipulation and its evolutionary ecology approach with those of medicine, epidemiology, and medical entomology. Our works generated considerable fundamental knowledge on the evolution, proximate mechanisms and multidimensionnality (when more than one host phenotypic traits are altered) of parasitic manipulation. In addition, we brought crucial information concerning feeding behaviour in Anopheles gambiae, the major malaria vector in sub-Saharian Africa

Le métabolisme est la somme des réactions chimiques dans un organisme. L’énergie leur permet d’effectuer la biosynthèse, le maintien des fonctions vitales et l’activité physique. Si l’énergie est transformée en chaleur nous pouvons déterminer le taux de transformation d’énergie chimique en taux métabolique (TM) et nous pouvons donc calculer les besoins énergétiques d’un animal. Le principal objectif de ce travail est d’évaluer le métabolisme énergétique chez la punaise hématophage Rhodnius prolixus. Nos résultats montrent, que le TM de l’alimentation chez R. prolixus atteint jusqu’à 17 fois le TM au repos. Le quotient respiratoire est de 0,83 pendant le repos et 0,52 pendant l’alimentation. De plus, la désactivation des protéines permettant gérer le choc thermique, diminuent le TM pendant la digestion. Le coût énergétique (CE) de la marche peut atteindre jusqu’à 1,7 fois le CE pendant le repos. Finalement, le CE de la production d’un oeuf chez R. prolixus est approximativement de 11,7 J. L’ensemble de nos résultats apportent des outils qui fournissent des éléments nécessaires pour mieux contrôler la transmission de maladies vectorielles
Metabolism is the sum of all the chemical reactions in an organism. Energy uptake allows animals to perform biosynthesis, maintenance, and external work. If the energy produced is converted into heat, we can estimate the energy metabolism as the rate of conversion of chemical energy into metabolic rate (MR), which allows the calculation of energy requirements. The main objective of this work is to assess the metabolic cost of physiological work in the blood-sucking bug Rhodnius prolixus. Our results show that feeding is costly. The MR during feeding in R. prolixus reaches up to 17 times the MR during rest. The mean respiratory quotient is 0.83 during rest and 0.52 during feeding. We showed that the deactivation of Heat Shock Proteins on R. prolixus, causes a diminution of MR during digestion. Then, we showed that the energy cost (EC) during walking can reach up to 1.7 times the EC during rest. Finally, we found that the EC of production of one egg of R. prolixus was 11.7 J. All our results provide tools to a better understanding of biology and ecology of an hematophagous insect to provide the necessary elements to better control of transmission of vector-borne diseases

Les insectes sont soumis aux fluctuations thermiques de leur environnement mais disposent d’un panel varié de réponses comportementales, physiologiques et biochimiques pour en minimiser les effets délétères et maintenir leur intégrité physiologique. Ainsi certaines espèces régulent activement leur température interne indépendamment de la température de l’environnement. Si ces insectes peuvent s’affranchir des contraintes thermiques imposées par leur environnement, ceux qui se nourrissent du sang chaud d’hôtes vertébrés endothermes n’ont pas d’autres choix que de se confronter à une situation de stress thermique à chaque prise alimentaire. Le principal objectif de ce travail de thèse est de comprendre comment des insectes hématophages, employant des stratégies alimentaires différentes, gèrent le stress thermique associé au flux massif de chaleur engendré par l’ingestion du repas de sang. Nos résultats montrent que ces insectes ont su s’adapter en développant différentes stratégies de thermorégulation
Insects are submitted to thermal fluctuations of their environment and have developed a wide ranged panel of behavioral, physiological and biochemical responses, to minimize the subsequent deleterious effects and maintain their physiological integrity. Some species actively regulate their internal temperature independently of the temperature of the environment. If these insects can overcome the constraints imposed by their thermal environment, those that feed on warm-blooded vertebrate hosts have no choice but to confront a situation of thermal stress at each feeding event. The main objective of this work is to understand how bloodsucking insects manage heat stress associated with the massive flow of heat generated by the ingestion of the blood meal. Our results show these insects have developed different strategies of thermoregulation to protect themselves from overheating

L’empreinte écologique de l’homme sur les milieux naturels forestiers d’Afrique centrale n’a cessé de s’accroître au cours des dernières décennies, et rares sont les écosystèmes qui ne sont pas exploités. Ainsi, même des milieux a priori hostiles comme les grottes constituent des ressources répondant aux besoins primaires des populations environnantes (chasse, pêche, lieu de culte), mais permettant également le développement d’activités économiques (exploitation minière et écotourisme). Cette anthropisation est susceptible d’augmenter l’exposition des populations humaines à une multitude d'agents infectieux circulant au sein de la faune cavernicole. La présence d'animaux sauvages ou domestiques dans l'environnement immédiat des grottes contribue également à augmenter un tel risque. Parmi ces agents infectieux, certains peuvent être transmis par contact direct avec le réservoir animal, d’autres peuvent nécessiter l’intervention d’insectes hématophages. Le rôle de ces insectes dans l'épidémiologie de nombreux pathogènes est bien connu en Afrique en milieux épigés, mais demeure largement sous-investigué dans les environnements cavernicoles. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes proposés de réponde à cette problématique. Dans six grottes du Gabon nous avons entrepris une étude de la diversité des diptères hématophages, en réalisant un inventaire taxonomique et l'étude de la dynamique temporelle des assemblages d'espèces. Dans un second temps, nous avons entrepris un criblage moléculaire d'agents infectieux parasitaires, bactériens et viraux en ayant recours à des techniques de détection par PCR nichée et séquençage à haut débit.Les travaux menés nous ont permis de réaliser un inventaire taxonomique de la faune diptérienne hématophage colonisant les grottes explorées. Notre étude a permis de découvrir une part importante de sa diversité de diptères hématophages cavernicoles, représentant plus de 60% des espèces de diptères (tout milieux confondus) actuellement au Gabon. Nos données ont montré que la composition des communautés de diptères était différente d'une grotte à une autre, et que ces dernières présentaient des variations au cours du temps en lien avec les variations microclimatiques des grottes. Le criblage d'agents infectieux chez les diptères collectés a permis 1) d'explorer la diversité parasitaire, virale et bactérienne qu'ils hébergent et 2) d'évaluer leur implication dans la transmission
The man's ecological mark on natural forest environments of central Africa has been increasing in recent decades, and only few natural areas remain non exploited yet. Thus, even supposedly hostile environments such as caves meet the primary needs of surrounding populations (hunting, fishing, shamanic practices), or economical needs (mining and ecotourism). That anthropization is likely to increase the exposure of human populations to multiple infectious agents carried by cave fauna. The presence of wild or domestic animals in the surroundings of caves also increase that risk. Among these infectious agents, some can be transmitted by direct contact with animal reservoirs, whereas others may require the involvement of blood-sucking insects. The role of these insects in the epidemiology of many pathogens is well known in Africa, particularly in epigeic environments, but remains largely investigated in caves. In this thesis work, we proposed to address that issue. In six caves of Gabon we firstly explored the diversity of blood-sucking Diptera, and we studied temporal dynamics of species assemblages. Secondly, we undertook a molecular screening of haemosporidia, bacteria and viruses using nested PCR and high-throughput sequencing.The work carried out has enable to make a taxonomic inventory of the Diptera fauna of the investigated caves. Our study revealed a significant diversity of the blood-sucking Diptera fauna, accounting for more than 60 percent of blood-sucking Diptera species currently known in Gabon, in all types of areas. Our data showed that the composition of Diptera communities was different from one cave to another, and that Diptera assemblages varied over time according to micro-climate fluctuations within caves. The screening of infectious agents in Diptera collected helped 1) to explore the parasitic, viral and bacterial diversity they host, and 2) to assess their involvement in transmission

Triatoma infestans est un insecte hématophage, vecteur de la maladie de Chagas (trypanosomiasis americana). L'activité apyrase présente dans sa salive inhibe l'agrégation plaquettaire chez l'hôte par hydrolyse de l'ADP, facilitant ainsi l'obtention de sang par l'insecte. Cette thèse décrit la purification et l'identification chez T. Infestans de cinq apyrases salivaires ainsi que l'étude de leur oligomerisation. De plus, des études de localisation tissulaire et de génétique classique et moléculaire soutiennent l'hypothèse que la diversité des apyrases est due à des duplications géniques favorisant une évasion de la réponse immune de l'hôte. La caractérisation moléculaire des apyrases ouvre la voie vers une vaccination interférant avec la transmission vectorielle de la maladie de Chagas et vers une utilisation des apyrases pour le contrôle de l'agrégation plaquettaire dans les maladies thrombotiques.

Les insectes hématophages impactent sur la santé humaine et animale par la nuisance et l’allergie induite par la piqûre ou par leur risque de transmission d’agents pathogènes. Les étudier permet de mieux prévenir, gérer ou traiter l’ensemble des pathologies induites. Au cours de cette thèse, nous avons étudié deux insectes que sont la punaise de lit et le phlébotome.- Pour les punaises de lit une revue de la littérature sur les méthodes d'élevage a été rédigée. Nous avons déterminé deux aspects que sont les facteurs physiques (température, humidité relative, photopériode) et physiologiques (type, fréquence des repas) à prendre en considération. Un travail de terrain de recueil de spécimens a permis d’étudier la génétique des spécimens par localités et d’évaluer le portage de pathogènes notamment la bactérie Wolbachia sp.- Pour le phlébotome, un élevage de l’espèce Phlebotomus perniciosus a été mis en place permettant d'évaluer deux modèles infectieux expérimentaux à Leishmania infantum sur souris BALB/c et sur gorgeur artificiel. Des captures de terrain ont été réalisées et une étude de la génétique de population de Phlebotomus ariasi a été publiée. Une revue de la littérature sur les principaux événements historiques et évolutifs des Leishmanies, des phlébotomes et des réservoirs animaux associés a été publiée.- Dans le cadre de cette thèse nous avons collaboré à un nouveau mode d’identification des diptères hématophages (dépôt d’un brevet).- Au cours de ces 3 années de thèse, nos activités entomologiques hospitalières ont permis la description de cas entomologiques originaux.Cette thèse a fait l'objet d'une bourse CIFRE financée par les Laboratoires VIRBAC
Bloodsucking insects have an impact on the human and animal health particularly for the risk of pathogens transmission and the nuisance caused by their bite. To have knowledge on these insects can help and apply to prevent, manage or treat the diseases. In this thesis, we mainly focused on two insects: bedbugs and sandflies.- For bedbug, a literature review was carried out to classify the published data demonstrating preferred bedbug colony conditions. We showed that physical factors (temperature, relative humidity, photoperiod), and physiological factors (type, frequency of blood meals) play important roles in the laboratory colonies. A huge number of Cimex lectularius species was sampled from infested regions to study the spatial genetic structure and restricted gene flow in bed bugs in France and to evaluate the symbiotic flora including Wolbachia bacteria.- For sandfly, Phlebotomus perniciosus species was colonized for experimental infections by Leishmania infantum using murine model and artificial feeder. A local sandfly sampling was carried out in the rural regions of Nice city and were served in a study targeting the genetic population structure of Phlebotomus ariasi. Moreover, a historical study was conducted on the classification, evolution and dispersion of Leishmania parasites, sandflies and animals reservoirs.- A new identification method of bloodsucking Diptera was invented (submitted patent).- Thanks to the hospital-entomological activities, an original case report of phthiriasis on an old person was reported.- During this thesis with a scholarship CIFRE funded by Virbac Laboratories, I succeeded tosubmit and publish 7 articles and 1 patent

Les animaux ont développé des stratégies d’optimisation de recherche de nourriture afin de minimiser les risques d’exposition aux prédateurs. Chez les insectes hématophages, l’attraction pour leurs hôtes, qui sont également leurs prédateurs, est dirigée par la chaleur et des facteurs chimiques. Cette thèse caractérise les facteurs endogènes modulant le comportement de recherche de l’hôte chez Rhodnius prolixus. Il existe une modulation spécifique de la réponse comportementale à différentes odeurs au cours de la journée. De plus, la recherche de l’hôte est modulée par l’état physiologique des individus (état de développement et état nutritif). Des mécanismes physiologiques et comportementaux ont donc été sélectionnés, inhibant le comportement de recherche de l’hôte à des moments de la vie de l’insecte où il n’est pas nécessaire de s’exposer aux hôtes
Animals have evolved different optimal strategies to minimize predation risks while searching for food. In haematophagous insects, host-seeking is guided by different host stimuli. An important modulation of the perception systems associated to host localization has been observed as function of behaviour and activity rhythms of the host which can be a prey or a predator. We characterize the endogenous factors which could modulate the host-seeking behaviour in the haematophagous bug Rhodnius prolixus. There is a specific modulation of the behavioural response to different odours as function of daytime. Furthermore, host-seeking could be modulated by the physiological state of the bugs (developmental and nutritional state). Physiological and behavioural mechanisms have been selected to inhibit the host-seeking when it is not necessary for the bugs to be exposed to hosts

Le pou rouge Dermanyssus gallinae est un acarien d’importance sanitaire et économique majeure en élevage de poules pondeuses partout dans le monde mais paradoxalement le fonctionnement de son écosystème a été relativement peu étudié. Hématophage strict, D. gallinae n’est pas un parasite typique, il entretient une relation lâche mais obligatoire avec son hôte. Confiné dans l’environnement proche de son hôte (nids, fientes sèches, litière, fumier, . . .) D. gallinae est fortement soumis aux interactions avec les autres organismes qui peuplent ces microhabitats. Ce travail a pour objectif d’apporter des éléments pertinents de caractérisation de cet écosystème singulier mal connu pour, au delà de la production de connaissance, alimenter une réflexion sur le développement de stratégies de gestion intégrée innovantes afin de s’affranchir de la stricte lutte chimique qui reste à l’heure actuelle le moyen de luttele plus largement utilisé. L’étude des interactions chimiques entre le pou rouge et son hôte a permis de mieux identifier les sources de stimulus et mieux comprendre les réponses de D. gallinae aux odeurs de poule ainsi que de déterminer dans quelle mesure il était possible d’interférer entre l’hôte et son microprédateur au moment de l’étape de repérage. La caractérisation de la structure des communautés d’arthropodes partageant les mêmes microhabitats que le pou rouge a montré que D. gallinae côtoyait plusieurs espèces d’acariens et insectes prédateurs d’arthropodes qui sont potentiellement ses ennemis naturels. Il a également été mis en évidence que le bâtiment d’élevage constituait une unité propre en termes de composition et de structure des communautés d’arthropodes. Les différences significatives de fréquence et d’occurrencedes différentes espèces prédatrices entre bâtiments, ainsi que leur capacitéde propagation depuis l’environnement extérieur constituent des indicateurs prometteurs pour le développement de la lutte biologique par conservation contre le pou rouge. Des questions transversales quant aux effets croisés, synergiques ou antagonistes, entre la manipulation des odeurs de l’hôte et la mise à contribution des processus écologiques impliquant les arthropodes non hématophages sont posées en vue d’une démarche intégrant ces outils ainsi que les autres moyens de contrôle disponibles dans un contexte de protection biologique intégrée du pou rouge
The Poultry Red Mite (PRM) Dermanyssus gallinae is a mite of major sanitary andeconomic importance for the egg production industry worldwide but paradoxicallythe functioning of its ecosystem has been little studied. The objective of this work was to provide relevant elements for the characterization of this singular ecosystem that is poorly known, in order to, beyond the production of knowledge, contribute to the development of innovative strategies of integrated management. This is expected to allow going further than the strict chemical control which is still to date the most widely used means of control. The study of the chemical interactions between the PRM and its host allowed to better identify sources of stimulus and to better understand D. gallinae’s responses to chicken odors as well as to determine to what extent it was possible to interfere between the host and its micropredator during the first phase of the host location. The characterization of the structure of arthropod communities sharing the same microhabitats as does PRM showed that D. gallinae was associated with several species of mites and predatory insects of arthropods which could potentially be its natural enemies. It was also demonstrated that the livestock building was a specific unit in terms of the composition and structure ofthe arthropod communities. Significant differences in the frequency and occurrence of predatory species between buildings and their propagation capacity from the external environment are promising indicators for the development of conservation biological control (CBC) against PRM. A reflection on the possible synergistic and antagonistic cross-effects between the manipulation of host odors and the stimulation of ecological processes involving non-haematophagous arthropods is carried out. This is expected to participate in the development of an approach integrating these tools as well as other available means of control in a context of integrated biological protection of PRM

En Amérique Latine, les punaises hématophages Triatominae transmettent à l’homme le parasite Trypanosoma cruzi, responsable de la maladie de Chagas touchant actuellement 5 millions de personnes. Même si les programmes d’éradication chimique des vecteurs sont efficaces, la maladie persiste du fait de la recolonisation des habitations humaines par des vecteurs provenant d’habitats naturels. Ainsi, certaines espèces présentent une capacité d’adaptation aux anthroposystèmes (processus de domiciliation), alors que d’autres espèces apparentées ne l’ont pas. Comprendre cette capacité d’adaptation est crucial d’un point de vue épidémiologique afin de cibler les espèces présentant un risque pour l’homme. La capacité à s’adapter à un nouvel habitat pourrait être liée à l’évolution du répertoire de gènes du système chimiosensoriel, important pour la perception du milieu. Cette étude a porté sur le système chimiosensoriel des Triatominae dans le but de documenter le processus d’adaptation et donc de domiciliation des vecteurs. Des données transcriptomiques obtenues en séquençage à haut débit ont été utilisées pour annoter et répertorier les gènes chimiosensoriels ainsi que pour comparer leur expression au sein de punaises hématophages d’habitats différents. L’existence d’une relation entre les variations de ces gènes chez différentes espèces de Triatominae et leur capacité d’adaptation à un habitat a par la suite été évaluée. L’espèce T. brasiliensis en voie de domiciliation au Brésil et présentant à la fois des populations sylvatiques, péri-domiciliaires et domiciliaires, et différentes espèces du genre Rhodnius d’habitats variés, ont été étudiées, notamment les deux espèces sœurs, R. robustus, sylvatique en Amazonie et R. prolixus majoritairement domiciliée dans toute son aire de répartition. En l’absence de génomes de références suffisamment proches de T. brasiliensis et des 10 espèces de Rhodnius étudiées, leurs transcriptomes ont été assemblés de novo. Les transcriptomes des deux espèces R. prolixus et R. robustus ont été assemblés par alignement sur le génome de R. prolixus. Chez ces différentes espèces de Triatominae étudiées, l’analyse du répertoire des gènes chimiosensoriels codant les OBPs et CSPs (familles multigéniques) comparé à celui d’autres Paranéoptères a montré des expansions géniques pouvant refléter des processus adaptatifs. Par ailleurs, chez les différentes espèces du genre Rhodnius, il existe une corrélation positive entre le nombre de gènes codant les OBPs et la capacité de domiciliation, suggérant l’implication de cette famille de gènes dans l’adaptation au milieu anthropique. Les analyses d’expression différentielle concernant les différentes populations de T. brasiliensis et les espèces R. prolixus/R. robustus ont montré qu’un certain nombre de transcrits sont différentiellement exprimés selon l’environnement dans lequel ont évolué les punaises notamment des gènes chimiosensoriels (OBPs, CSPs) ainsi que des gènes impliqués dans le rythme circadien et le comportement de recherche alimentaire (Takeout), dans la réponse à des stress environnementaux comme des gènes de détoxification (P450, glutathione S-transférase), dans la résistance à des changements climatiques (Heat-shock protéines) et dans la protection du milieu extérieur (protéines cuticulaires). Ce travail a permis de mettre à la disposition de la communauté scientifique des outils performants pour l’étude du processus de domiciliation des vecteurs de la maladie de Chagas (transcriptome, répertoire de gènes). Il a également permis de révéler des gènes qui pourraient être impliqués dans l’adaptation et/ou la plasticité phénotypique en réponse à un changement d’habitat. La compréhension des bases moléculaires de l’adaptation des vecteurs aux habitations humaines ouvre des potentialités de développer des méthodes alternatives de lutte contre les vecteurs qui pourraient être basées sur une perturbation de la communication chimique
In Latin America, the bloodsucking bugs (Triatominae, Hemiptera, Reduviidae) are vectors of the parasite Trypanosoma cruzi, which causes Chagas disease. More than five million people are infected. Even if chemical control campaigns are effective against vectors, the disease persists due to the recolonization of human habitations by vectors from natural habitats. Some species have the capacity to adapt to anthroposystems (domiciliation process), while other related species do not. Understanding this capacity to adapt is crucial from an epidemiological perspective to target species at risk to humans. The capacity to adapt to a new habitat could be linked to changes in the repertoire of chemosensory system genes, particularly for odorant binding proteins (OBP) and chemosensory proteins (CSP), which are important proteins to detect various odor stimuli. This study is based on the chemosensory system of Triatominae to document the adaptation process and then the domiciliation of the vectors. Transcriptomic data obtained by high-throughput sequencing were used to annotate and list the chemosensory genes and also to compare their expression in bloodsucking bugs from different habitats. The relationship between changes in these genes in different Triatominae species and their ability to adapt to a new habitat was evaluated. The species T. brasiliensis, which is in the process of domiciliation in Brazil with sylvatic, peridomiciliary and domiciliary populations, and various species of the genus Rhodnius from diverse habitats were studied, especially the two sibling species R. robustus, sylvatic in the Amazonia and R. prolixus mostly domiciliary throughout its geographical range. In the absence of a reference genome for T. brasiliensis, a reference transcriptome via de novo assembly (data 454 and Illumina) was achieved. The reference transcriptomes for 10 Rhodnius species were also established using the de novo assembly method. A genome reference based method on R. prolixus was also used to assemble the transcriptome of the two species R. prolixus and R. robustus. In the different species of the Triatominae studied, the chemosensory gene repertoire showed a high diversity and genic expansions compared to that of others Paraneoptera, which could reflect adaptive process. Furthermore, a positive correlation was shown between the number of OBP genes in Rhodnius species and their domiciliation ability, suggesting that this gene family is involved in the adaptation to anthropogenic environment. The differential expression analyses on the T. brasiliensis populations and the R. prolixus / R. robustus species showed that some transcripts are differentially expressed according to the environment in which the bugs have evolved, especially the chemosensory genes (OBP, CSP) and also genes involved in the circadian rhythm and foraging behavior (Takeout), in the response to environmental stress such as detoxification genes (P450, glutathione S-transferase), in resistance to climatic changes (heat-shock proteins) and in protection from the external environment (cuticular proteins).This work has helped make available to the scientific community powerful tools for studying the process of domiciliation of Chagas disease vectors (transcriptome, gene repertoire). It also revealed genes that could be involved in the adaptation and/or phenotypic plasticity in response to a change in habitat. Understanding the molecular basis of vector adaptation to human dwellings opens the potential to develop new tools to control the disease vectors, for example by disrupting chemical communication

Les acariens microprédateurs du genre Dermanyssus (espèces du groupe gallinae), inféodés aux oiseaux, représentent un modèle pour l'étude d'association lâche particulièrement intéressant : ces arthropodes aptères font partie intégrante du microécosystème du nid (repas de sang aussi rapide que celui du moustique) et leurs hôtes sont ailés. En outre, D. gallinae est une espèce d'importance économique, ce qui rend possible des comparaisons entre colonisation de milieux anthropisés et sauvages. Au début de l'étude, les espèces du groupe gallinae sont très mal délimitées. Les caractères morphologiques utilisés sont variables au sein de l'espèces, voire de la population, très chevauchants entre espèces. Afin de mieux comprendre les exigences écologiques du développement de D. gallinae et d'appréhender ses voies de dissémination, une investigation comparative basée sur des séquences d'ADN entre espèces du groupe gallinae a été adoptée. Un cheminement d'ordre taxinomique a permis de poser les bases nécessaires. Ensuite, l'exploration de certaines caractéristiques écologiques du groupe gallinae en relation avec sa phylogénie (spécificité d'hôte, flexibilité évolutive) a été menée à bien. Une espèce a été décrite, D. apodis, une lignée de D. gallinae constitue aussi une probable espèce inédite et D. longipes regroupe deux entités. Des différences écologiques marquées entre D. gallinae et les autres espèces semblent résulter non seulement de l'activité humaine, mais aussi de caractéristiques intrinsèques. Aujourd'hui, le rôle des flux commerciaux dans la dispersion de D. gallinae en élevage de pondeuses s'avère primordial, au moins en France, celui des oiseaux sauvages presque nul.

Les acariens microprédateurs du genre Dermanyssus (espèces du groupe gallinae), inféodés aux oiseaux, représentent un modèle pour l'étude d'association lâche particulièrement intéressant : ces arthropodes aptères font partie intégrante du microécosystème du nid (repas de sang aussi rapide que celui du moustique) et leurs hôtes sont ailés. En outre, D. gallinae est une espèce d'importance économique, ce qui rend possible des comparaisons entre colonisation de milieux anthropisés et sauvages. Au début de l'étude, les espèces du groupe gallinae sont très mal délimitées. Les caractères morphologiques utilisés sont variables au sein de l'espèce, voire de la population, très chevauchants entre espèces. Afin de mieux comprendre les exigences écologiques du développement de D. gallinae et d'appréhender ses voies de dissémination, une investigation comparative basée sur des séquences d'ADN entre espèces du groupe gallinae a été adoptée. Un cheminement d'ordre taxinomique a permis de poser les bases nécessaires. Ensuite, l'exploration de certaines caractéristiques écologiques du groupe gallinae en relation avec sa phylogénie (spécificité d'hôte, flexibilité évolutive) a été menée à bien. Une espèce a été décrite, D. apodis, une lignée de D. gallinae constitue aussi une probable espèce inédite et D. longipes regroupe deux entités. Des différences écologiques marquées entre D. gallinae et les autres espèces semblent résulter non seulement de l'activité humaine, mais aussi de caractéristiques intrinsèques. Aujourd'hui, le rôle des flux commerciaux dans la dispersion de D. gallinae en élevage de pondeuses s'avère primordial, au moins en France, celui des oiseaux sauvages presque nul.

De nombreuses études ont été consacrées à expliquer la diversité du vivant. Chez les parasites, la spécialisation pour différents types d'hôtes peut être un processus clé dans l'émergence et le maintien de cette diversité. Les traits d'histoire de vie du parasite et de ses hôtes conditionnent la structuration de la variation génétique dans le temps et l'espace, et de là, la possibilité des divergences liées à l'hôte. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'évolution de la spécialisation dans deux systèmes hôtes/parasites impliquant des vecteurs de la borréliose de Lyme: les tiques Ixodes uriae, qui exploite les oiseaux marins coloniaux des régions polaires, et Ixodes ricinus, que l'on rencontre sur un large spectre d'hôtes terrestres en Europe. Ces deux congénériques ont en commun de nombreux traits, mais diffèrent notablement dans les types d'hôtes qu'ils exploitent et leur stratégie de rencontre. D'après les éléments de la biologie de base de ces espèces, nous avons formulé plusieurs hypothèses sur la répartition de l'information génétique de ces parasites en populations naturelles, et plus particulièrement entre leurs hôtes à l'échelle locale. De larges échantillonnages ont été réalisés, et les tiques ont été caractérisées à l'aide marqueurs microsatellites et mitochondriaux. Ces données ont été analysées à l'aide de différents outils statistiques fréquemment utilisés en phylogéographie et en génétique des populations, incluant des méthodes récemment développées. Dans leur ensemble, les résultats ont permis d'établir un scénario d'évolution récente et récurrente de la spécialisation chez I. Uriae, qui varie en fonction des traits des hôtes et leurs interaction locale avec la tique. Nos résultats suggèrent également l'existence chez I. Ricinus de races spécialisées sur différents types d'hôtes (oiseaux, petit mammifères, etc. ), et de mécanisme d'appariement assorti des partenaires sexuels au sein de ces races. Cette étude souligne l'importance des traits des parasites dans leur diversification (dispersion, stratégie de rencontre des hôtes et d'appariement). En particulier, la formation des races d'hôtes dans les populations de tiques va fortement affecter la circulation des pathogènes qu'ils transportent, et remet ainsi en cause nos connaissances actuelles sur l'épidémiologie des maladies à tiques comme la borréliose de Lyme
Many studies have been devoted to understanding the origin of life's vast diversity. In parasitic organisms, host specialization may be a key process in the emergence and maintenance of this diversity. Host and parasite life history traits can shape the spatial and temporal patterns of genetic variation, and thus, the possibility of host-associated divergence. In this thesis, we examine the evolution of host specialization in two host/parasite systems involving tick vectors of Lyme borreliosis: Ixodes uriae, a tick that exploits colonial seabirds in polar regions and, Ixodes ricinus, a tick with a large spectrum of terrestrial hosts in Europe. These congeneric species share many traits, but differ noticeably by the characteristics of the hosts they exploit and the strategies they use to encounter these hosts. Based on the basic biology of these ticks, we have formulated several hypotheses concerning the distribution of their genetic variation in natural populations and particularly among their local hosts. Ticks were sampled across a large spatial scale and were characterized using microsatellite and mitochondrial markers. We analyzed this data using different statistical tools frequently employed in phylogeography and population genetics, including some recently developed methods. Taken as a whole, our results support a scenario of recent and recurrent evolution of host races in I. Uriae, where the local outcome of the interaction varies in space and among host species. Our results also suggest the existence of races specialized on different host types within I. Ricinus populations (birds, rodents, lizards, etc), and a potential mechanism for assortative mating in these races. Overall, the work presented in this thesis highlights the importance of parasitic traits for the diversification process (dispersal, host encounter strategies, mate pair formation). More specifically, the frequent evolution of specific host races within tick populations will have importance consequences for the circulation of the pathogens they carry and, as such, calls into question our current understanding of the epidemiology of tick-borne diseases such as Lyme borreliosis

Avec la mise en place des politiques de conservation des espèces sauvages, l'extension de l'urbanisation et l'accroissement des populations humaines, le contact homme-faune a considérablement augmenté au cours de ces dernières décennies. Par conséquent, le nombre de maladies d'origines zoonotiques a explosé avec six apparitions d'agents infectieux par an, dont 75% sont susceptibles d’être transmises par un vecteur. La plupart de ces maladies n'ayant pas encore de vaccins, les principales méthodes d'évitement sont basées sur les stratégies de lutte anti-vectorielle adaptées à l'écologie et au comportement alimentaire des vecteurs. Au Gabon, particulièrement dans les parcs nationaux, nous avons identifié six espèces de glossines (Glossina palpalis palpalis, G. fuscipes fuscipes, G. fusca congolense, G. pallicera newsteadi, G. caliginea et G tabaniformis) vivant principalement en milieux forestiers, six espèces de stomoxes (Stomoxys calcitrans, S. inornatus, S. niger niger, S. niger bilineatus, S. omega omega et S. transvittatus) inféodées aux milieux ouverts types forêt secondaire, savane et villages. Nous avons également identifié six espèces de tabanides (Ancala sp., Atylotus sp., Chrysops sp., Haematopota sp., Tabanus par et T. taeniola), mais leur distribution n'était pas claire dans les milieux prospectés. Par ailleurs, nous constatons que ces mouches hématophages ont un régime alimentaire très diversifié, comprenant les mammifères terrestres et aquatiques, les reptiles et les oiseaux. Elles se nourrissent à 86% sur la faune, contre seulement 14% sur l'homme. Cependant, dans les milieux anthropisés les repas sanguins d'origine humaine sont très importants, notamment dans les villages (100%) et autour des camps de recherche implantés dans les parcs (24%). Ainsi en l'absence de faune dans le milieu, ces mouches hématophages se nourrissent sur l'homme. Comme 75% des maladies émergentes chez l'homme proviennent de la faune sauvage et que près de ¾ d'entre elles circulent via le sang, elles sont donc susceptibles d’être détectées dans les repas sanguins de mouches hématophages. Cette technique d'échantillonnage non-invasif de la faune sauvage semble être un bon moyen d'identifier les agents infectieux à ADN (plasmodiums et trypanosomes), mais reste encore imprécise pour les agents infectieux à ARN (arbovirus)
The contact between human and wild fauna has considerably increased during these last decades due to the increase of human population size but also to conservation policies. As a consequence, the number of zoonotic diseases soared with a mean of six new infectious diseases per year, 75% of whom being vectorially transmitted. The way to avoid the human contamination by these emergent diseases is based on the efficient vector control resulting from a deep knowledge of the ecology and the feeding behavior of the different vector species. During our work, we have identified and characterized the ecology of 6 tsetse species (Glossina palpalis palpalis, G. fuscipes fuscipes, G. fusca congolense, G. pallicera newsteadi, G. caliginea and G. tabaniformis) that live in forests and 6 stomoxe species (Stomoxys calcitrans, S. inornatus, S. niger niger, S. niger bilineatus, S. omega omega and S. transvittatus) that live in and around (anthropized places) conservation areas. We have also identified 6 tabanid species (Ancala sp., Atylotus sp., Chrysops sp., Haematopota sp., Tabanus par and T. taeniola). The feeding ecology of the tsetse species have been studied through the determination of host extracted from blood meals in the insect caught with molecular techniques. These hematophagous insects had a diversified diet that was constituted of diverse mammal species but also reptiles and birds. The food intake results mostly from wild fauna (86%) and more rarely from humans (14%). However, in anthropised habitats (villages and research’s camps within the parks), the blood intakes from human origin were important, in particular in the villages (100%), suggesting that without wild fauna the flies shift on human host. In the last part of our work, we tried to identify pathogens in the blood samples extracted from the tsetse species in order to test whether these species could be used as living sampling syringe of the wild fauna. This new proposed non-invasive sampling techniques allowed to detect the DNA of various infectious agents (plasmodiums and trypanosomes), but failed to detect the RNA of viruses (arbovirus) suggesting that this approach could be useful but need to be improved

Les ennemis naturels tel que les arthropodes prédateurs jouent un rôle important dans le contrôle des populations des bioagresseurs dans les agroécosystèmes. Les élevages de poules pondeuses sont des agroécosystèmes de production intensifs qui intègrent une diversité élevée d’arthropodes : parasites des poules et les arthropodes du fumier (détritivores, prédateurs, etc.). Le pou rouge des poules, Dermanyssus gallinae, est l’ectoparasite le plus préjudiciable aux élevages de poules pondeuses. Les infestations de D. gallinae entraînent des problèmes économiques et de bien-être animal. Dermanyssus gallinae est un ectoparasite nidicole qui vit à proximité de son hôte dans un environnement partagé par les arthropodes prédateurs qui peuplent naturellement les bâtiments d’élevages de poules pondeuses.Dans le cadre de cette thèse, notre objectif était d’améliorer l’état des connaissances sur l’impact des arthropodes prédateurs natifs de bâtiments d’élevage de poules pondeuses sur D. gallinae. Basé sur trois approches méthodologiques (descriptive, corrélative et expérimentale), le présent travail a exploré les interactions prédateur-proie (centrées sur D. gallinae) à trois échelles: i) l’échelle de l'individu: Etablir le réseau trophique des arthropodes natifs (in-vitro), ii) à l’échelle de l’espèce : analyser la covariation de l’abondance de D. gallinae et ces prédateurs dans les bâtiments d’élevage, ii) l’échelle de la population : Mesurer dans un système expérimental (poule-D. gallinae-prédateur) en mésocosmes l’impact des arthropodes prédateurs sur le développement des populations de D. gallinae.L’analyse de réseau trophique des arthropodes natifs a montré que D. gallinae est une proie potentielle pour dix espèces d’arthropodes prédateurs. Ces prédateurs ont montré une disparité importante dans la fréquence de prédation sur D. gallinae et une préférence pour D. gallinae en présence de proies alternatives telles que les acariens détritivores. Dans les bâtiments d’élevage de poules pondeuses, l’analyse des abondances relatives de D. gallinae et les prédateurs natifs a permis de soutenir l’existence d’une interaction entre D. gallinae et ses prédateurs qui ont montré une capacité élevée de le consommer in-vitro. La mise en place des expériences en mésocosmes a permis le développement de D. gallinae, les prédateurs natifs et les acariens détritivores. Sous nos conditions expérimentales, les arthropodes prédateurs natifs n’ont pas montré un effet détectable sur le développement de populations de D. gallinae quand d’autres espèces de proies alternatives étaient présentes. Ces résultats suggèrent que, dans nos conditions expérimentales, le développement de populations de D. gallinae semblait être limité par les ressources alimentaires (la poule) et non pas par l’effet de prédation. La présence d’une proie alternative (les acariens détritivores) pourrait aussi avoir diminué l’effet des prédateurs sur les populations de D. gallinae. A travers notre système expérimental, nous avons également montré que les acariens prédateurs élevés en masse et commercialisés actuellement pour lutter contre D. gallinae n’ont pas d'effet négatif sur les espèces natives non-cibles tels que les acariens prédateurs natifs.Nos résultats révèlent des lacunes importantes dans notre compréhension de la biologie de D. gallinae et de la dynamique de ses populations. Ces résultats montrent également l’importance d’explorer d’avantage le rôle potentiel des proies alternatives dans l’absence d’un effet régulateur des prédateurs natifs sur les populations de D. gallinae
Natural enemies such as predatory arthropods play an important role in controlling pest populations in agroecosystems. Laying-hen farms are agroecosystems of intensive production that incorporate a high diversity of arthropods: hen parasites and manure arthropods (predators, detritivorous, etc.). The poultry red mites Dermanyssus gallinae is the most damaging ectoparasite in laying-hen farms. Infestations with D. gallinae cause both welfare and economic problems. Dermanyssus gallinae is a nidicolous ectoparasite that lives close to its host in an environment shared by the naturally-occurring predatory arthropods in laying-hen farms.In this thesis, our objective was to improve our knowledge on the impact of native arthropods predators in laying-hen farms on D. gallinae. Based on three methodological approaches –descriptive, correlative and experimental–, the present work explored predator-prey interactions (with focus on D. gallinae) and the impact of arthropods predators on D. gallinae at three levels: 1) individual level: building the food web of native arthropods (in vitro), 2) species level: analyzing the covariation of the abundances of D. gallinae and its predators in farm buildings, 3) population level: measuring in an experimental system (hen-D. gallinae-predator) in mesocosms the impact of native arthropod predators on the development of D. gallinae populations.The analysis of native arthropods food web showed that D. gallinae is a potential prey for ten predatory species. These predators showed a significant disparity in predation frequency on D. gallinae and in their preferences for prey species between D. gallinae and detritivorous mites as alternative prey. In laying-hen farms, analysis of the relative abundances of D. gallinae and native predators supported the presence of interactions between D. gallinae and predatory species that showed high predation frequencies on it in vitro. The experiments in mesocosm allowed the development of D. gallinae, native arthropod predators and detritivorous mites. Under our experimental conditions, native arthropod predators did not show any detectable effect on the development of D. gallinae populations when other alternative prey species were present. These results suggest that, under our experimental conditions, the development of D. gallinae populations seemed to be limited by food resources (the hen) and not by the predation effect. The presence of alternative prey (detritivorus mites) may have reduced predators’ impact on D. gallinae populations. Through our experimental system, we also showed that mass-reared and commercially available predatory mites currently used to control D. gallinae in laying farms, did not have a negative effect on non-target species such as native predatory mites.Our results uncovered important gaps in our understanding of D. gallinae biology and population dynamics. These results also demonstrate the importance of further investigating the impact of alternative prey species in the absence of a regulatory effect of native predators on D. gallinae populations

Les Ceratopogonidae incluent 6180 espèces modernes et 274 espèces fossiles. Nous ajoutons douze nouvelles espèces : de la France (leptoconops daugeroni Choufani, Azar & Nel, 2011, leptoconops gravesi Choufani & Nel, 2014, leptoconops sp. Choufani & Nel, 2014, culicoides doyeni Choufani & Nel, 2014, devalquia brisaci Choufani & Nel, 2013, et metahelea roggeroi Choufani & Nel, 2013) du Liban (lebanoculicoides daheri Choufani & Nel, 2014, protoculicoides krzeminskii Choufani & Nel, 2014, archiaustroconops annae Choufani & Nel, 2014, archiaustroconops hammanensis Choufani & Nel, 2014 et archiaustroconops dominiakae Choufani & Nel, 2014) et de la Syrie (lebanoculicoides bloudani Choufani, 2015). La répartition mondiale des gisements contenant les fossiles et les habitudes alimentaires de la famille sont révisées. Une étude phylogénétique établie sur 91 caractères et 49 taxons représentant les cinq sous-familles et six tribus, remet en question la définition et la position de plusieurs genres
The Ceratopogonidae include 6180 modern species and 274 fossil species. We add twelve new species, from France (leptoconops daugeroni Choufani, Azar & Nel, 2011, leptoconops gravesi Choufani & Nel, 2014, leptoconops sp. Choufani & Nel, 2014, culicoides doyeni Choufani & Nel, 2014, devalquia brisaci Choufani & Nel, 2013, et metahelea roggeroi Choufani & Nel, 2013), Lebanon (lebanoculicoides daheri Choufani & Nel, 2014, protoculicoides krzeminskii Choufani & Nel, 2014, archiaustroconops annae Choufani & Nel, 2014, archiaustroconops hammanensis Choufani & Nel, 2014 et archiaustroconops dominiakae Choufani & Nel, 2014) and Syria (lebanoculicoides bloudani Choufani, 2015). The worlwide distribution of amber deposits containing fossils and the feeding habits of the family are reviewed. A phylogenetic study of 91 charcters comparing 49 taxa representingthe five subfamilies ans six tribes is established allowing questionning the definition and position of several genera

Les zoonoses constituent plus des deux tiers des pathologies virales qui concernent l’homme. Le développement et la démocratisation des outils de métagénomique en font de bons outils d’inventaire et de surveillance de virus potentiellement émergents.Dans un premier temps j’ai développé et validé un protocole expérimental de purification des viromes à ARN qui permettait le maintien de l’infectivité des particules virales. Ce protocole a ensuite été appliqué pour caractériser les communautés virales d’arthropodes hématophages et de prélèvements de faune sauvage. J’ai par la suite réalisé l’inventaire des communautés virales de viande de singe fumée illégalement importée en France et confisquée par les douanes, qui a révélé la présence de nombreux bactériophages, dont certains pourraient infecter des bactéries potentiellement pathogènes pour l’homme.Enfin j’ai caractérisé les communautés virales de culicoïdes collectés au Sénégal, ce qui a permis de mettre en évidence la présence de nombreux virus géants à ADN infectant les amibes. Le séquençage des viromes à ARN a quant à lui révélé la présence d'un certain nombre d'arbovirus qui pourraient constituer un risque d’émergence pour la santé humaine. Du fait de nombreux facteurs intrinsèques et extérieurs à l’agent infectieux, la prédiction des futures émergences de virus zoonotiques est très compliquée voire utopique, mais elle reste un challenge crucial et d’actualité. La stratégie de réalisation d’inventaires des communautés virales présentes dans les différents acteurs des cycles de transmission zoonotique est un premier pas indispensable dans la connaissance des risques potentiels d’émergence en population humaine
Zoonoses are responsible of more than two thirds of human viral infections. The development of high-throughput sequencing tools and their application in metagenomics allow inventorying the viral communities of various reservoirs in order to detect the emergence of viruses before their infection to humans. In this context, I characterized the viral communities of simian bushmeat illegally imported into France and of Culicoides biting midges, recognized vectors of several viruses of human and veterinary medicine importance. I have first developed a protocol for the purification of RNA viromes which allowed maintaining the infectivity of viral particles. This protocol was subsequently applied to characterize viral communities of bloodsucking arthropods and wildlife samples. In a second part I realized the inventory of viral communities of smoked simian bushmeat illegally imported into France and confiscated by the French customs. This study revealed the presence of a wide diversity of bacteriophages, in which some of them could infect bacteria potentially pathogenic for humans.Finally I characterized the viral communities of Culicoides biting midges collected in Senegal, which revealed the presence of sequences related to several giant DNA viruses infecting amoeba. Sequencing of the RNA virome revealed the presence of several arboviruses that could constitute a risk of emergence of zoonoses for humans.The prediction of future emerging zoonotic viruses is very difficult, if not impossible. However the characterization of viral communities present in the different actors of zoonotic transmission cycle is a first step to evaluate potential risks of transmission to humans

Dans la nature, les animaux doivent localiser des sources de nourriture pour acquérir
les ressources énergétiques nécessaires à leur survie et/ou à leur reproduction. Pour un grand
nombre d'espèces animales, localiser des ressources et s'alimenter représente un
investissement en temps, en énergie, et implique de s'exposer à un risque de prédation. Les
animaux ont donc développé des stratégies d'optimisation de recherche de nourriture afin de
minimiser les risques de prédation. Chez les insectes hématophages, l'attraction pour leurs
hôtes est fortement dirigée par la chaleur, et différents facteurs chimiques (odeurs émises par
l'hôte). Chez ces insectes, une modulation importante des systèmes de perception associés à
la localisation d'hôtes (olfaction, thermoperception, vision...) a été observée en fonction du
comportement et des rythmes d'activité de leurs hôtes, qui jouent à la fois le rôle de proie et
de prédateur. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les possibles facteurs
endogènes capables de moduler le comportement de recherche de l'hôte chez la punaise
hématophage Rhodnius prolixus. La sensibilité olfactive de cet insecte peut être modulée au
cours de la journée. Nos résultats montrent qu'il existe une modulation spécifique de la
réponse comportementale à différentes odeurs impliquées dans différents comportements
présents à différents moments de la journée. De plus, le comportement de recherche de l'hôte
peut être modulé par l'état physiologique des individus, l'état de développement et/ou l'état
nutritif. Nous avons pu montrer que le comportement de recherche de l'hôte ne s'exprime pas
immédiatement après la mue, mais que son développement est progressif. L'état nutritif des
individus influe également sur leur comportement de recherche d'hôtes. Un seul repas à
réplétion va entrainer une inhibition puis une répulsion des insectes face aux facteurs attractifs
des hôtes. Des mécanismes physiologiques et comportementaux ont donc été sélectionnés,
inhibant le comportement de recherche de l'hôte à des moments de la vie de l'insecte où il ne
serait pas nécessaire de s'exposer aux hôtes. L'ensemble des résultats est discuté en intégrant
les facteurs modulant le comportement de recherche de l'hôte chez les triatomines et les
insectes hématophages en général, ainsi que l'impact que cela peut avoir sur la transmission
des pathogènes.

En permettant aux animaux de faire face à des environnements variables, l'apprentissage et la mémoire contribuent à l'optimisation de leur fitness, en leur permettant d'extraire et d'utiliser des informations, de façon à réduire l'incertitude associée à des environnements imprévisibles. Parmi les insectes, la drosophile et l'abeille domestique sont considérés comme des modèles classiques pour l'étude de l'apprentissage et de la mémoire. Les travaux réalisés sur ces derniers ont apporté une quantité considérable d'informations concernant les bases génétiques, neurobiologiques et moléculaires de ces processus, et ont permis de rendre compte du niveau de complexité des capacités cognitives des insectes. Cette somme de connaissances fondamentales acquises chez ces insectes contraste étonnamment avec le faible niveau de connaissance concernant la cognition des espèces impliquées dans des problématiques qui touchent la santé humaine et animale. Pourtant, il est largement admis que l'étude détaillée des capacités cognitives des insectes vecteurs de maladies constitue un aspect prioritaire pour la compréhension de leurs adaptations à la vie hématophage, de leur importance vectorielle, ainsi que pour le développement de nouveaux outils pour leur contrôle. Les travaux réalisés à ce jour chez les vecteurs, principalement chez les moustiques, ont été menés dans des contextes naturels ou peu contrôlés et ne proposent donc pas de démonstration formelle d'apprentissage. Le principal objectif de ce travail de thèse est de proposer un cadre expérimental contrôlé permettant de mettre en évidence et caractériser les capacités d'apprentissage chez la punaise hématophage \textit{Rhodnius prolixus}. \`A la différence des moustiques, les caractéristiques biologiques de cette punaise hématophage, responsable de la transmission de la Maladie de Chagas en Amérique Latine, permettent l'adaptation de protocoles expérimentaux largement validés chez les drosophiles et l'abeille domestique. Nos résultats montrent dans un premier temps que ces insectes sont capables d'apprendre et d'associer la présentation d'une même odeur dite neutre (l'acide lactique), c'est-à-dire qui ne provoque ni attraction ni répulsion lorsqu'elle est présentée seule, avec soit la possibilité d'obtenir une récompense (un repas sanguin, conditionnement appétitif), soit avec la possibilité de recevoir une punition (un choc mécanique, conditionnement aversif). Nous avons également montré que l'apprentissage et la mémoire sont également impliqués dans le choix des hôtes. Les insectes ont en effet associé la présentation d'un choc mécanique avec le complexe d'odeur d'hôtes naturels, biaisant leur préférence lors d'un test de choix réalisé après l'entraînement. Dans un second temps, nous avons adapté à notre modèle d'étude le paradigme de conditionnement de la réponse d'extension du proboscis, développé chez les modèles classiques, ce qui a permis la caractérisation des capacités d'apprentissage, de la durée de rétention à la régulation par des horloges circadiennes. Ces travaux proposent également un paradigme expérimental, reproductible et efficace permettant d'analyser les mécanismes fins qui sous-tendent les processus d'apprentissage et de mémorisation. Dans son ensemble, cette étude apporte la première preuve expérimentale de la capacité d'apprentissage d'insectes vecteurs de la maladie de Chagas et propose des outils expérimentaux et méthodologiques permettant d'améliorer la compréhension des processus associés chez les insectes hématophages en général. Les résultats sont également discutés dans le contexte de la sélection d'hôte et de la transmission des parasites
Learning and memory contribute to animals' fitness by allowing them adapting to variable environments. Thses two processes make them able to extract and use information from their environment in order to reduce the uncertainty associated with unpredictible environments. Among insects, fruit flies and honeybees are considered as classical models for the study of learning and memory. The amount of work that has been done on these models provide a considerable amount of information regarding the genetic, neurobiological and molecular basis of these processes and revealed the complexity of insects' cognitive abilities. All this knowledge acquired in model species, contrasts surprisingly with the lack of knowledge available regarding insect species that are involved in animal and human diseases transmission. Yet, it has been aknowledge that the detailed study of vectors cognitive abilities would allow the understanding of their adaptation to haematophagy, of their vectorial importance and provide new tools for diseases control. Up to date, studies focusing on disaese vectors, mainly in mosquitoes, were conducted in natural or not completely controled contexts and thus no clear demonstration of learning and memory is availaible.The main goal of this work was to provide a controled experimental context allowing the strudy of learning abilities in the haematophagous bug \textit{Rhodnius prolixus}. Our results show that these insectes are able to learn to associate the delivery of a same neutral odour either with the possibility to obtain a reward (blood-meal, appetitive conditioning) or with the possibility to receive a punishment (mechanical shock, aversive conditioning). We also showed that learning ans memory are involved in host selection processes. In a second part, we adapted to our biological model the paradigm of proboscis extension response conditioning, which allowed us to analyse and characterize its learning abilities. The maximal retention duration as well as the modulation of learning abilities by circadian clocks were evinced. Taken as a whole, this work provides the first experimental demonstration of learning abilities in Chagas disease vectors and provides experimental and methodological tools; These latters should allow improving the understanding of the mechanisms that are underlying cearning abilities of haematophagous insects in general. Results are also discussed in the context of host selection and parasite transmission

Ixodes ricinus est l’espèce de tique la plus abondante et ayant la plus vaste répartition géographique en Europe. Elle est le vecteur de nombreux agents pathogènes d’importance en santé publique et vétérinaire. Le remplacement des acaricides générant pollution environnementale et apparition croissante de résistances requiert le développement urgent de nouvelles stratégies de lutte efficaces contre les tiques et les agents pathogènes qu’elles transmettent. La découverte de telles stratégies passe nécessairement par une meilleure connaissance des interactions entre les tiques, leurs hôtes et les agents pathogènes transmis. La salive de tique, à l’interface de ces interactions, est un fluide essentiel pour ces arthropodes et possède notamment des propriétés protéolytiques, anticoagulantes, immunomodulatrices, analgésique, et anti-inflammatoires qui permettent à la tique de réaliser ses repas sanguins extrêmement longs. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la transmission des agents pathogènes et pour identifier de possibles candidats vaccinaux contre I. ricinus, une étude transcriptomique comparative entre des glandes salivaires infectées et non infectées par la bactérie Bartonella henselae a été antérieurement réalisée. Le transcrit le plus surexprimé suite à cette infection était IrSPI, un inhibiteur de sérine protéase de la famille des Kunitz. Les analyses fonctionnelles par ARN interférence ont montré l’implication de ce gène dans le gorgement et de l’infection des glandes salivaires par B. henselae. Ainsi, les travaux de thèse présentés ici ont concerné l’analyse structurelle, biochimique et fonctionnelle de IrSPI en tant que molécule impliquée dans les interactions tick-hôte-pathogène. Le premier objectif était de définir la structure et la séquence du gène IrSPI mais, malheureusement, bien que nos résultats aient permit des avancés sur cette question, nous n'avons pu obtenir la totalité de sa séquence. Dans un second temps, la dynamique d’expression d’IrSPI a été évaluée au cours du gorgement et de l’infection des tiques par différents agents pathogènes, montrant que son expression est induite par le repas sanguin, par des agents transmis par la tique mais pas par Escherichia coli, bactérie non transmise. De plus, nos résultats ont montré l’expression de IrSPI dans plusieurs organes de la tique, suggérant son implication dans diverses fonctions au sein de ce vecteur. Parmi elles, la mise en évidence d'une injection, par la salive, de la protéine à l'hôte vertébré nous a permis d'envisager un rôle sur les réponses de l'hôte à la piqûre de tique. Nos résultats n’ont montré aucune implication dans la voie extrinsèque de la coagulation ni dans la fibrinolyse, ni dans l’angiogenèse. En revanche, ils ont démontré que IrSPI inhibe la prolifération des lymphocytes TCD4+ sous stimulation monogénique quand chez des lymphocytes B non stimulés IRSPI, il induit une hausse de la prolifération. De plus IrSPI a montré une action négative significative sur la production de la majorité des cytokines et chimiokines pro-inflammatoires produites par les macrophages et les splénocytes. Ainsi, IrSPI, correspond à un des composants salivaires d’I. ricinus lui permettant de moduler la réponse immune de l’hôte pour lui permettre de prélever son repas sanguin tout en favorisant la transmission des agents pathogènes. Enfin, des résultats préliminaires dans l'identification des interactants de IrSPI à la fois chez la tique et l’hôte vertébré ouvre de nombreuses voies de recherche quant à la compréhension de ses fonctions
Ixodes ricinus tick species, the most abundant and widespread tick in Europe, is an important vector of pathogens affecting both animal and human health. To replace the use of acaricides that generate environmental contamination and resistances, new environmentally sustainable approaches providing broad protection against ticks and tick-borne pathogens (TBP) are urgently needed. Such development requires improved understanding of the biology of ticks and more particularly of their interactions with vertebrate hosts and TBP. Tick saliva is an essential biofluid for ticks, as its proteolytic, anticoagulant, immunomodulatory, analgesic and anti-inflammatory activities allow ticks to acquire their blood meal under optimal conditions. Moreover, injection of saliva during blood feeding represents the principal route by which TBP are transmitted to the host. To understand the molecular mechanisms involved in TBP transmission, as well as to identify putative vaccine candidates against I. ricinus, salivary glands from bacteria infected and uninfected ticks were previously compared by high throughput transcriptomics. The most up-regulated transcript following infection was IrSPI, which belongs to the Kunitz/BPTI inhibitor family. Functional analyses via RNAi knockdown experiments revealed that IrSPI enhances both blood feeding and bacterial burden in the salivary glands. This present PhD work concerns then the structural, biochemical and functional characterization of IrSPI as a molecule involved in tick-host-pathogen interactions. Our aim was first to define the structure of IrSPI gene but, unfortunately, while our results have led to progress on this issue, we have not been able to get the full sequence. Then, the dynamic of IrSPI expression was evaluated during both tick feeding and colonization of ticks by pathogens, showing that its expression is induced by blood feeding and TBP but not by Escherichia coli that is not transmitted by I. ricinus. In addition, our results shown the expression of IrSPI in several tick organs, suggesting its implication in several functions in tick physiology. Among them, the discovery of the injection of IrSPI, through the saliva, to the vertebrate host allowed us to consider a role in host responses to tick bite. Evaluation of IrSPI effect on host showed no impact on coagulation through extrinsic pathway, as determined by analysis of thrombin generation time and by fibrinolysis, or in angiogenesis. However, it inhibited the proliferation of mitogen-stimulated CD4+ lymphocytes and increased unstimulated-B cell proliferation. In addition, IrSPI also modulated cytokine production from macrophages and splenocytes, repressing significantly most of proinflammatory cytokines and chemokines. Thus, we demonstrated that IrSPI plays a role in modulating the host immune response during blood feeding. Finally, preliminary results in the identification of the protein’s interactants open many research perspectives for understanding how IrSPI acts in tick physiology and counteracts host responses to tick injury and pathogen transmission