Dissertations / Theses on the topic 'Tique Ixodes'

La maladie de Lyme, ou borréliose de Lyme, est une infection bactérienne causée par le spirochète Borrelia burgdorferi sensu lato et transmise à l'hôte (homme, animal) par piqûre de tique du genre Ixodes. Cette maladie, caractérisée par un polymorphisme clinique important, est la maladie à transmission vectorielle la plus répandue dans l'hémisphère nord. Un traitement par antibiotiques permet une guérison rapide, mais si la maladie est diagnostiquée tardivement, certains symptômes persistent. Actuellement, aucun vaccin n'est commercialisé pour l'homme. Dans ce contexte, nous avons développé des approches protéomiques afin d'apporter de nouveaux éléments de compréhension du mécanisme d'interactions de la triade tique / bactérie / hôte. Ces travaux, visant particulièrement le développement de nouvelles stratégies vaccinales et diagnostiques, sont articulés autour de trois parties : - L'identification, suite à de nombreuses optimisations, d'une méthode d'analyse HPLC-UV et nanoLC-MS/MS, de protéines présentes dans des extraits de glandes salivaires de tiques et possédant une activité sur la réponse immunitaire innée cutanée. Ces développements ont mis en évidence une liste restreinte de protéines potentiellement bioactives. - La mise au point, sur un modèle murin, d'une méthode de détection d'une protéine de Borrelia burgdorferi, OspC, dans des biopsies cutanées par spectrométrie de masse ciblée LC-SRM. Cette étude a ouvert des perspectives quant au développement de nouveaux outils diagnostiques. - L'évaluation de la faisabilité de la détection de Borrelia burgdorferi directement à la surface de la peau par imagerie par spectrométrie de masse MALDI-MSI.

Cette thèse souligne la nécessité de considérer le contexte écologique des interactions hôte-parasite lorsque l’on s’intéresse aux compromis entre investissement dans la réponse immunitaire et d’autres traits d’histoire de vie. Les résultats soulignent en particulier l’intérêt du transfert d’Ac de la mère au jeune dans l’étude des réponses induites au parasitisme. Les facteurs écologiques susceptibles d’affecter les risques d’exposition et les réponses au parasitisme vont affecter la dynamique de la biodiversité dans les systèmes d’interactions hôte-parasite. Leur prise en compte est donc essentielle aux mesures de santé publique et à la définition de suivis épidémiologiques appropriés<br>Taking into account the ecological context of host parasite interactions may be important to consider when examining trade offs between immune responses and the other needs of the organism. Ecological factors likely to affect exposure risk and the response to parasitism will ultimately affect the dynamics of biodiversity in host-parasite systems. Taking these aspects into account is thus necessary in order to define adequate public health policies and epidemiological risk models

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<br>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

La dispersion des individus joue un role fondamental dans la dynamique des populations fragmentees. Pour les especes ou les individus ont des capacites cognitives et des capacites de mobilite suffisantes, la possibilite de selectionner, pour se reproduire, un patch d'habitat plutot qu'un autre, va affecter directement les processus de dispersion et de recrutement. Le fonctionnement de populations de telles especes va etre determine par le type d'information qu'ils utilisent pour effectuer leur choix, et par la variabilite temporelle et spatiale de l'environnement. Dans ce travail nous proposons une approche theorique de l'hypothese de l'utilisation du succes de reproduction des congeneres comme facteur proximal dans la selection de l'habitat chez les especes migratrices. Dans le cadre d'une etude a long terme menee depuis 1979 sur le fonctionnement des populations de mouettes tridactyles rissa tridactyla du cap sizun, differentes predictions demographiques et comportementales de cette hypothese, ainsi que le role de l'ectoparasitisme comme facteur ultime de selection de l'habitat, ont pu etre testes. Il est montre notamment que les variations locales des effectifs d'individus reproducteurs sont largement expliquees par des flux d'individus dispersant et recrutant differentiellement en fonction des succes de reproduction locaux anterieurs. L'abondance locale de la tique ixodes uriae dans les falaises de reproduction de la mouette tridactyle est associee a une baisse du succes de reproduction, ainsi qu'a une decroissance des effectifs locaux de reproducteurs. Par ailleurs, cette tique est distribuee de facon heterogene au sein des falaises de reproduction de la population d'hotes, et sa dynamique temporelle est relativement previsible. Ces resultats soulignent l'importance du parasitisme comme facteur susceptible d'expliquer une part des comportements de dispersion et de selection de l'habitat observes, et montrent l'importance d'une approche centree sur les individus dans les investigations sur la dynamique de l'abondance des especes dans l'environnement.

La maladie de Lyme est la maladie à transmission vectorielle la plus répandue de l’hémisphère Nord. La peau est un organe clef dans cette maladie, car c’est à cet endroit qu’interagissent les cellules de l’hôte, le pathogène, le microbiote cutané et le vecteur. Nous avons développé un modèle murin d’infection disséminée de borréliose de Lyme, qui nous a permis de développer une méthode spécifique de détection de protéines de Borreliella dans le tissu cutané murin par SRM-MS, pouvant aboutir à une méthode de diagnostic chez l’homme. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés aux relations entre le microbiote cutané, les cellules résidentes de la peau, kératinocytes et fibroblastes, avec Borreliella. Les sécrétomes de trois bactéries commensales, S. epidermidis, P. acnes et C. striatum possèdent un effet synergique sur l’expression de gènes inflammatoires par les kératinocytes et les fibroblastes. Les sécrétomes de P. acnes et de C. striatum se sont également montrés capables d’inhiber une partie de la réponse inflammatoire des kératinocytes, pouvant aider le pathogène lors de la transmission/dissémination précoce<br>Lyme disease is the most common vector-borne disease in the Northern Hemisphere. Skin is a key organ in the disease, since it is the key interface where host cells, pathogen, skin microbiota and vector interact early during pathogen transmission. We developed a late lyme borreliosis model on mice. This model allowed us to develop a specific detection method of Borreliella proteins in the mouse skin by SRM-MS that might be used to develop a human diagnosis of disseminated Lyme disease. In a second part, we analysed the relationship between skin microbiota, resident skin cells (keratinocytes and fibroblasts), in the presence or absence of Borreliella. The secretome of three commensals bacteria, S. epidermidis, P. acnes and C. striatum was shown to have a synergistic activity with Borreliella in pro-inflammatory gene expressions by keratinocytes and fibroblasts. P. acnes and C. striatum secretomes were also able to inhibit partially the inflammatory response of keratinocytes that might help the transmission/dissemination of the pathogen

Les tiques sont des acariens hematophages de vertebres. Parmi celles-ci figure ixodes ricinus qui est vecteur de nombreux micropathogenes. Le premier objectif de ce travail etait de mieux comprendre le fonctionnement et l'evolution des populations d'ixodes ricinus grace a une etude de genetique des populations. Les allozymes, qui sont les premiers marqueurs genetiques utilises, se sont reveles peu informatifs. Des marqueurs microsatellites ont alors ete recherches et mis au point. Les resultats obtenus a l'aide de ces marqueurs sont la presence de deficits en heterozygotes au sein des populations et de la differenciation genetique entre localites a l'echelle de la suisse et entre la suisse et la tunisie. Les importants deficits en heterozygotes s'expliquent en grande partie par la presence d'alleles nuls. La part residuelle obtenue en retirant l'effet des alleles nuls peut s'expliquer par : - des problemes de detection d'un des deux alleles chez les heterozygotes. - des croisements frere-sur au sein des populations et/ou un effet walhund. Un isolement par la distance mis en evidence a partir de 50 km nous donne une estimation de la largeur des unites de reproduction. Au vu de l'importance de la surface de l'aire de repartition d'ixodes ricinus (plusieurs milliers de kilometres), nous pouvons predire une absence d'homogeneite sur l'ensemble de cette aire. Le deuxieme objectif etait de mieux cerner les consequences du role de vecteur joue par ixodes ricinus dans la repartition des micropathogenes qu'elle transmet. En suisse, les foyers de maladie de lyme et d'encephalite a tique sont relativement localises. Au vu de la definition de la taille des unites de reproduction, il n'y aurait donc pas de lien direct entre les unites de reproduction que nous avons pu definir chez les tiques et la taille des foyers de micropathogenes transmis par ces tiques.

Aujourd'hui, l'émergence ou la réémergence de maladies transmises par les tiques (TBDs) devient un problème majeur. En raison des problèmes générés par l'utilisation des acaricides (pollution, résistance), il est donc urgent d'identifier de nouvelles approches pour contrôler les populations de tiques. Parmi ces stratégies, la vaccination visant des molécules conservées chez les tiques et impliquées dans leur capacité vectorielle, sont devenues particulièrement attractives. En conséquence, l'identification de cibles antigéniques appropriées est un défi majeur pour la mise en œuvre de ces stratégies de contrôle des tiques et des TBDs. Dans le présent travail, l'objectif principal est d'élucider les interactions moléculaires entre I. ricinus et B. henselae, afin d'identifier des molécules qui pourraient représenter des cibles vaccinales contre les tiques et les agents pathogènes qu'elles transmettent. Dans ce but, nous avons identifié, par séquençage à haut débit, des transcrits d'Ixodes ricinus différentiellement exprimés au niveau des glandes salivaires de la tique en réponse à une infection par B. henselae. Dans un second temps, l'implication d'un de ces transcrits surexprimés lors de l'infection dans la transmission de B. henselae, a été évaluée. Enfin, et en premier lieu, nous avons validé l'utilisation de la technique de gorgement artificiel sur membrane pour infecter I. ricinus par B. henselae et évalué l'impact de différents paramètres sur le gorgement des tiques. Les résultats ont montré que la technique de gorgement sur membrane est bien adaptée à l'infection d'I. ricinus par B. henselae en laboratoire, et que la proportion et le poids des tiques gorgées sont diminués lors de l'infection du sang par la bactérie Le séquençage en 454 des glandes salivaires de tiques a généré une banque de référence contenant 24, 539 transcrits, et la comparaison des glandes salivaires d'I. ricinus infectés et non-infectés par B. henselae a montré que 839 et 517 transcrits étaient respectivement significativement surexprimés et sous-exprimés en réponse à l'infection par des bactéries. Parmi les gènes de fonction connue, 161 transcrits correspondent à 9 familles déjà identifiées, quand les autres correspondent à des gènes de fonction inconnue. L'extinction par RNA interférence du gène le plus surexprimé, IrSPI qui appartient à la famille des inhibiteurs de sérine protéase BPTI/Kunitz, a entraîné une réduction de la taille du repas sanguin prit par les tiques (et donc sa descendance) ainsi que du niveau d'infection au niveau des glandes salivaires. En conclusion, cette étude a démontré que la technique de gorgement artificiel des tiques sur membrane est un outil puissant pour étudier les interactions entre les tiques et les agents pathogènes qu'elles transmettent comme B. henselae. Ce travail apporte aussi une nette avancée en termes de données génétiques sur I. ricinus (dont le génome n'est pas séquencé) et sur les interactions moléculaires entre une bactérie et son vecteur. Enfin, ce travail a permis la mise en évidence d'une molécule représentant un candidat vaccinal très prometteur à la fois pour diminuer la population de tiques et lutter contre les agents pathogènes qu'elles transmettent. Dans le futur, et en fonction de la confirmation du rôle des gènes identifiés ici dans la transmission bactérienne, de nombreux candidats vaccins pourront ainsi être évalués, ouvrant alors de nouvelles perspectives dans la lutte contre les tiques et les maladies dues aux agents qu'elles transmettent<br>Ticks are obligate blood-feeding ectoparasites of many hosts including mammals, birds and reptiles. After mosquitoes, they are the most important vectors worldwide, and are able to transmit the highest variety of pathogens including virus, bacteria and parasites. Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae), the most common tick species in Europe, is a three-life stage hard tick. It is frequently associated with bites in humans, and transmits several pathogens, including Tick-Borne Encephalitis, Babesia spp., Borrellia spp., Anaplasma spp., and to a lesser extent Bartonella spp. Bartonella spp. are facultative intracellular bacteria associated with a number of emerging diseases in humans and animals. It has been demonstrated that I. ricinus is a competent vector for B. henselae that causes cat scratch disease as well as being increasingly associated with a number of other syndromes, particularly ocular infections and endocarditis. Recently, emergence or re-emergence of tick-borne diseases (TBDs) is increasingly becoming a problem. Indeed, and because of the limited success and disadvantages of controlling TBDs via acaricides, new approaches are urgently needed. Therefore, vaccine strategies that target conserved components of ticks that play roles in vector infestation and vector capacity have become particularly attractive. Accordingly, the identification of suitable antigenic targets is a major challenge for the implementation of tick and TBDs control strategies. In the present work, the main objective is to elucidate molecular interactions between I. ricinus and B. henselae in order to identify some targets that may be used as vaccines against ticks and tick-borne pathogens. Two principal points are focused on: primarily, to identify I. ricinus salivary gland differentially expressed transcripts in response to B. henselae infection with next generation sequencing techniques (454 pyrosequencing and HiSeq 2000); secondly, to validate the implication of one of these transcripts in the transmission of B. henselae. For that purpose, and at first, we validated artificial membrane feeding technique for ticks infection by B. henselae and evaluated the impact of several parameters on tick feeding. Results showed that membrane feeding technique is a suitable method to infect I. ricinus with B. henselae and that the proportion and weight of engorged ticks are decreased by B. henselae infection of the blood meal. Transcriptional analysis of the tick salivary glands generated a reference databank containing 24,539 transcripts, and the comparison of B. henselae-infected and non-infected I. ricinus female salivary glands showed that 839 and 517 transcripts were significantly up- and down-regulated in response to bacteria infection, respectively. Among them, 161 transcripts corresponded to 9 groups of ticks salivary gland gene families already described, when the other ones corresponded to genes of unknown function. Silencing the most up-regulated gene IrSPI, which belongs to BPTI/Kunitz family of serine protease inhibitor, resulted in reduction of tick feeding and bacteria load in tick salivary gland. In conclusion, this work demonstrated that artificial-membrane feeding technique is a powerful tool for investigating the interactions between tick and tick-borne pathogens as B. henselae. It also increases the available genomic information for I. ricinus and the knowledge to improve our understanding of the molecular interaction between tick and tick-borne pathogens. At last, it provides a potential vaccine candidate to control tick-borne diseases. In the future, and depending of differentially expressed genes' role confirmation, more and more vaccine candidate will be provided by this work, and the strategy of controlling tick and tick-borne disease will come to a new stage

La connaissance et le contrôle des risques liés à la vectorisation d'agents pathogènes par les tiques, en particulier par Ixodes ricinus, font partie des priorités de santé publique en France. Les maladies transmises par les tiques sont, en outre, d'actualité en médecine vétérinaire, en particulier chez les bovins. Dans le cadre des recherches de l'INRA (Unité de Recherche d'Epidémiologie Animale / EPI-A, Centre de recherches de Clermont-Ferrand - Theix), et avec l'appui du Conseil Régional d'Auvergne, des études éco-épidémiologiques ont été conduites en Auvergne, pour préciser les facteurs environnementaux qui influencent l'abondance des nymphes I. ricinus, en tant que stase la plus impliquée dans la transmission d'agents pathogènes à l'Homme. En 2003, dans la région des Combrailles (département du Puy-de-Dôme), les nymphes I. ricinus à l'affût sur la végétation ont été collectées par la méthode du drapeau sur le périmètre intérieur de 61 pâtures (prairies permanentes pâturées par les bovins). Leur abondance a été analysée selon une approche probabiliste basée sur la loi binomiale négative. La reproductibilité des facteurs significatifs, révélés par cette première analyse, a été évaluée sur des données d'abondance de nymphes I. ricinus collectées à différents moments (2004 et 2006) et dans une zone différente, mais de caractéristiques écologiques semblables, l'Ouest Cantal (département du Cantal). Les principaux facteurs favorisant l'abondance des nymphes I. ricinus, constants à travers les différents jeux de données, étaient la présence d'une haie d'arbres ou d'arbustes, la présence de bois, et le nombre de nymphes dans le bois le plus proche des pâtures. Nous avons alors émis l'hypothèse qu'une migration des tiques des bois vers les pâtures est cruciale pour le maintien d'une population de tiques I. ricinus sur les pâtures. La variation de l'abondance des larves I. ricinus transportées par les micromammifères à l'écotone bois-pâture a pu être analysée à partir des sessions de piégeages réalisées en 2005. Le mulot sylvestre (Apodemus sylvaticus) a été identifié comme l'espèce de micromammifères capable de transporter les larves I. ricinus entre les bois et les pâtures, et par conséquent apte à jouer le rôle de " pont épidémiologique ". En conclusion, les conditions du risque de morsure par I. ricinus en Auvergne ont été précisées, en tant qu'étape initiale d'évaluation du risque de transmission d'agents pathogènes via cette tique. Les étapes suivantes concerneront l'étude des facteurs de variation du portage bactériens par I. ricinus pour Borrelia burgdorferi s.l. (agent de la maladie de Lyme), Anaplasma phagocytophilum (agent de l'anaplasmose granulocytaire humaine et animale), et des Rickettsia spp. du groupe des fièvres boutonneuses, ainsi que l'étude des conditions d'apparition des cas des maladies dépendant de ces agents. Les travaux qui ont été conduits ont permis de proposer à la discussion un ensemble de réflexions méthodologiques et stratégiques, de nature biologique ou biostatistique.

De 2003 à 2006, dans la région des Combrailles et dans l'Ouest Cantal, les nymphes Ixodes ricinus ont été collectées "au drapeau" sur le périmètre intérieur de prairies permanentes pâturées par les bovins. Une approche probabiliste basée sur la loi binomiale négative a montré que l'abondance des nymphes I. Ricinus était liée à la présence d'une haie d'arbres ou d'arbustes, à la présence de bois, et au nombre de nymphes dans le bois le plus proche des pâtures, étayant l'hypothèse qu'une migration des tiques des bois vers les pâtures est cruciale pour le maintien d'une population de tiques I. Ricinus sur les pâtures. Grâce aux piégeages réalisés en 2005 le mulot sylvestre a été identifié comme l'espèce de micromammifères jouant le rôle de "pont épidémiologique" entre bois et pâtures. Les conditions du risque de morsure par I. Ricinus en Auvergne ont été ainsi précisées, en tant qu'étape initiale d'évaluation du risque de transmission d'agents pathogènes via cette tique

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<br>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

La tique Ixodes ricinus est un vecteur de maladies chez l’animal et chez l’Homme d’importance majeure en Europe. Le réchauffement climatique modifiera probablement son profil temporel d’activité. Pour l’évaluation présente et future du risque de piqûre par I. ricinus, des modèles météo-sensibles de prédiction de l’activité sont nécessaires. Dans cette thèse un modèle météo-sensible de régression linéaire généralisé a été ajusté sur des séries temporelles de captures de nymphes, acquises antérieurement à la thèse, pour prédire l’activité saisonnière des nymphes. Depuis ce modèle des profils saisonniers ont été simulés sous scénario de changement climatique. Un modèle de survie météo-sensible a été ajusté à des durées de survie chez des adultes femelles I. ricinus dans un cadre bayésien. Simultanément à la modélisation, nous avons investigué les profils d’activité saisonnière des nymphes I. ricinus sur plusieurs observatoires répartis dans les climats de France métropolitaine par des captures mensuelles en continu d’avril 2014 à juillet 2016. Le comportement d’I. ricinus sous des conditions informatives pour le changement climatique a été investigué. Nos observations et nos simulations confortent l’hypothèse d’une augmentation progressive de l’activité d’I. ricinus sur la saison d’hiver, avec des pics d’activité plus précoces. Une activité modérée a été mise en évidence sous des vagues de chaleur à certains moments du jour, suggérant l’importance de l’échelle infra-journalière en été. Le modèle de survie a reproduit avec succès l’effet très défavorable des conditions sèches sur la survie des femelles. Notre travail de thèse souligne l’importance i) d’acquérir des observations au plus proche des futures conditions saisonnières, ii) de renforcer la sensibilité des modèles de dynamique de populations à la disponibilité en eau dans le milieu des tiques, iii) d’étudier les effets de la météorologie vécue sur la population à l’échelle inter‑annuelle<br>The tick species Ixodes ricinus is a vector of major concern for animal and public health in Europe. Climate change will probably modify its activity time patterns. In the present and future bite risk assessment, weather-based models are required to predict tick activity. In this work a weather-based generalized linear regression model was fitted to tick count time series to predict the seasonal activity in I. ricinus nymphs. Using this model we simulated activity time series with climate change weather time series as inputs. A weather-based model was fitted to survival durations in I. ricinus females using a Bayesian estimation method. Simultaneously to modeling, we settled several observatories located in the climate areas encountered in mainland France to investigate the seasonal activity patterns of I. ricinus populations. Monthly tick collection was performed in routine from April 2014 to July 2016. I. ricinus behavior was investigated under conditions which are informative to assess the impact of climate change on activity. Both our observed and simulated results reinforce the hypothesis that activity periods will spread over winter under climate change. In summer season, activity was moderately high at some moments of the day, which underlined that the intra-day scale should be considered when assessing summer activity. The survival model successfully simulated the critical effect of dryness on female survival. In this work we highlighted the need i) to acquire observations under present conditions which are close to the ones projected under climate change, ii) to strengthen the sensitivity of population dynamic models to water availability in the close environment of ticks, and iii) to investigate the effects of the weather conditions undergone by ticks on their population dynamics at the inter-annual scale

L'estimation des abondances de population est essentielle pour comprendre les dynamiques de population, les interactions entre espèces et estimer les risques de transmission d'agents pathogènes dans les populations. Plusieurs méthodes d'échantillonnages, basées sur des hypothèses spécifiques permettent d'estimer ces abondances : les méthodes par comptages uniques, par « distance sampling », par échantillonnages successifs ou par capture marquage recapture. Nous nous sommes intéressés à l'abondance des tiques Ixodes ricinus, vecteurs de nombreux agents pathogènes. Cette abondance est classiquement estimée par le nombre de tiques capturées lors d'échantillonnages uniques réalisés sur différentes unités d'observation. Cependant, de nombreuses études remettent en cause cette hypothèse forte et suggèrent que le taux d'échantillonnage est variable selon les conditions d'échantillonnage (type de végétation,…) mais ne prennent pas en compte ce taux d'échantillonnage pour autant. A partir d'une méthode d'échantillonnage par « removal sampling » (RS), (i) nous avons montré que les conditions environnementales influençaient le taux d'échantillonnage et l'indicateur d'abondance usuel i.e. le nombre de tiques capturées lors d'un seul échantillonnage (ii) nous avons proposé une méthode pour détecter l'indicateur d'abondance, basés sur le nombre cumulé de capture, le moins soumis aux variations du taux ; (iii) par une approche Bayésienne hiérarchique, nous avons estimé simultanément l'abondance de tiques des unités d'observation et la valeur du taux d'échantillonnage en fonction du type de végétation et de l'heure d'échantillonnage. Nous avons montré que le taux d'échantillonnage sur des arbustes (entre 33,9 % et 47,4%) était significativement inférieur au taux d'échantillonnage sur des feuilles mortes (entre 53,6 % et 66,7%). De plus, nous avons montré que le modèle RS tend vers un modèle de Poisson iid lorsque la taille de la population N0 tend vers l'infini ce qui pose des problèmes d'indétermination pour estimer les paramètres N0 et τ, le taux d'échantillonnage. Nous avons également montré que (i) les estimateurs Bayésiens divergent lorsque les lois a priori sont des lois vagues ; (ii) les lois a priori β(a, b) avec a &gt; 2 sur τ conduisaient à des estimateurs Bayésien convergents. Enfin, nous avons proposé des recommandations quant au choix des lois a priori pour τ afin d'obtenir de bonnes estimations pour N0 ou pour τ. Nous discutons de la pertinence des méthodes RS pour les tiques et des perspectives envisageables pour (i) estimer le risque acarologique représenté par la population de tiques potentiellement actives sur une unité d'observation, (ii) estimer un risque à l'échelle d'une parcelle, à savoir comment répartir l'effort d'échantillonnage entre le nombre d'unités d'observation et le nombre d'échantillonnages successifs par unités d'observation<br>The estimation of animal abundance is essential to understand population dynamics, species interactions and disease patterns in populations and to estimate the risk of pathogens transmission. Several sampling methods such as single counts, distance sampling, removal sampling or capture mark recapture could be used to estimate abundance. In this study, we are investigated the abundance of Ixodes ricinus ticks, which are involved in the transmission of many pathogens. Tick abundance is commonly estimated by the number of nymphs captured during a single observation (a cloth dragged on a given surface). In this case, analyses of abundance patterns assumes that the probability of detecting a tick, hence the sampling rate, remains constant across the observations. In practice, however, this assumption is often not satisfied as the sampling rate may fluctuate between observation plots. The variation of sampling rate is never taken into account in estimations of tick abundance. Using a removal sampling design (RS), (i) we showed that the sampling rate and the usual abundance indicator (based on a single drag observation per spot) were both influenced by environmental conditions ; (ii) we proposed a method to determine the abundance indicator the least influenced by sampling rate variations ; (iii) using a hierarchical Bayesian model, we estimated simultaneously the abundance and the sampling rate according the type of vegetation, and the time of sampling. The sampling rate varied between 33,9 % and 47,4 % for shrubs and 53,6 % and 66,7 % for dead leaves. In addition, we show that the RS model tends to Poisson iid model when the population size N0 tends to infinite. This result conduct to infinite estimations for N0. We show that (i) Bayesian estimators were divergent for vague prior ; (ii) β(a, b) prior for a &gt; 2 on τ conduct to convergent estimators. Then, we proposed recommendations for prior choice for τ parameter to give good estimations of N0 or τ. We discuss the relevance of RS for ticks and the possible perspectives to (i) estimate the acarologic risk associated to all potential active ticks for given spot, (ii) estimate the risk at the larger scale, i.e. how to distribute the sampling effort between number of spot and number of consecutive sampling by spot

Beaucoup d’oiseaux de mer se rassemblent en grandes colonies géographiquement stables pour la nidification, ce qui assure un renouvellernt régulier d’hôtes à des tiques adaptées à cet habitat. Cet ectoparasitisme, surtout s’il est lié à une circulation d’arbovirus peut perturber les populations d’oiseaux. Se pose aussi le problème d’une éventuelle dérivation vers d’autres populations animales et vers la population humaine. La réserve ornithologique du Cap Sizun (Finistère) héberge 2 espèces de tiques qui sont infectées par des arbovirus de la famille des Bunyaviridae. A partir d’Ixodes uriae ont été isolés Zaliv Terpeniya, du groupe Uukuvirus, et Avalon, virus du groupe Sakhalin appartenant au genre Nairovirus. Ornithodoros maritimus est associé à un variant du virus Soldado, Neirovirus du groupe Hughes. Plusieurs observations concernant la population de mouettes tridactyles (Rissa tridactyla) de la réserve, tendent è montrer que la présence de tiques, surtout des ornithodores, entraîne des mortalités et désertions. La responsabilité des arbovirus dans la survenue de ces phénomènes n’a pas été prouvée. Ces arbovirus « marins » peuvent aussi infecter les humains, comme en témoigne une enquête sérologique effectuée dans la région. Bien qu’ils ne représentent pas actuellement un problème majeur de santé publique, leur surveillance est souhaitable. Les Bunyaviridae ont un génome fragmenté permettant des recombinaisons génétiques, ce qui peut favoriser l’émergence de variante plus pathogènes et/ou adaptés à d’autres vecteurs.

Ce travail s’articule sur trois axes ; le premier est une contribution à l'étude du répertoire des bactéries associées aux arthropodes vecteurs (tique et puces) en Afrique du nord (Algérie) et en Afrique Sub-saharienne (Bénin, Tanzanie et République Démocratique du Congo). Nous avons pu ainsi détecter par biologie moléculaire (qPCRs, PCR standard et séquençage) et pour la première fois au Bénin, Rickettsia typhi (l'agent du typhus murin), et Bartonella sp dans des puces collectées sur des rongeurs à Cotonou. Dans ce travail, nous avons également détecté Yersinia pestis, l'agent de la peste et R. felis (responsable de la fièvre boutonneuse) dans des puces de la RD du Congo. En Tanzanie, nous avons mis en évidence la présence de R. felis et R. typhi dans des puces de rongeurs. En Algérie, nous avons décrit pour la première fois la présence d'agent de borréliose de Lyme (Borrelia garinii) dans les tiques. Nous avons confirmé la présence de R. massiliae, R. monacensis R. aeschlimannii, R. slovaca et R. felis et nous avons également détecté pour la première fois en Algérie, Bartonella tamiae, une bactérie dont la pathogénicité est peu connue et Coxiella burnetii, l'agent de la fièvre Q.Dans la deuxième partie de notre travail, nous nous sommes intéressés à l’évaluation des compétences vectorielles des puces de chat (Ctenocephalides felis) et punaises de lit (Cimex lectularius) dans la transmission de l’agent de la fièvre des tranchées (Bartonella quintana) dont le vecteur connu est le pou de corps. Trois approches ont été utilisées : la qPCR, la culture et l’immunohistochimie<br>This work focuses on three areas; the first is a contribution to the study of the repertoire of bacteria associated with arthropod vectors (tick and flea) in North Africa (Algeria) and in Sub-Saharan Africa (Benin, Tanzania and the Democratic Republic of Congo). We could thus detected by molecular tools (qPCRs, standard PCR and sequencing) and for the first time in Benin, Rickettsia typhi (the agent of murine typhus) and Bartonella sp in fleas collected from rodents in Cotonou. In this work, we have also associated the agent of plague (Yersinia pestis), and for the first time in fleas of DR of Congo, and we detected also R. felis (the causative agent of spotted fever). In Tanzania, we have highlighted the presence of R. typhi and R. felis fleas on rodents. In Algeria, we described for the first time the presence of Lyme disease agent (Borrelia garinii) in hard ticks. We confirmed the presence of R. massiliae, R. monacensis, R. aeschlimannii, R. slovaca and R. felis, we also detected for the first time Bartonella tamiae and Coxiella burnetii associated with bat ticks in Algeria.Regarding the second part we was interested in the evaluation of vector competence of cat fleas (Ctenocephalides felis) and bed bugs (Cimex lectularius) in the transmission of trench fever agent (Bartonella quintana) that is known to be transmitted by lice. Three approaches have been tested; qPCR, culture and immunohistochemistry

La première partie de ma thèse est une revue donnant un aperçu du répertoire génomique des bactéries intracellulaires et de leurs symbiotes. L'objectif de cette étude est d'explorer le processus permettant aux bactéries intracellulaires d'acquérir leur mode de vie spécifique. Nous avons commencé par examiner les données à propos de l'existence ancienne de bactéries intracellulaires, leur adaptation à leur hôte et les différences entre sympatrie et allopatrie. Une comparaison du contenu génomique de plusieurs bactéries avec différents modes de vie a révélé la capacité des bactéries à échanger des gènes à des degrés différents, en fonction de l'écosystème. La deuxième partie de ma thèse porte sur la séquence du génome de la souche Diplorickettsia massiliensis 20B qui est une bactérie intracellulaire obligatoire à Gram négatif isolée à partir des tiques de Slovaquie Ixodes ricinus. Dans ma troisième et dernière partie, nous exploré le répertoire du génome de Diplorickettsia massiliensis en le comparant aux génomes de bactéries phylogénétiquement très proches de Diplorickettsia massiliensis, issues de différentes niches. Ceci a permis de révélé son mode de vie allopatrique. Dans cette étude, nous avons comparé les caractéristiques du génome de Diplorickettsia massiliensis avec vingt-neuf espèces séquencées de Gammaproteobacteria (Legionella, Coxiella burnetii, Francisella tularensis et Rickettsiella grylli) en utilisant l'approche pangénomique multi-genre. Ce travail de thèse fournit des données originales et permet d’apporter plus de lumière sur la diversité des bactéries intracellulaires<br>The initial purpose of my thesis is to understand with the help of comparative genomics, genomic variations based on coexistence, by examining data on the ancient existence of intracellular bacteria, their host adaptation and the differences between sympatry and allopatry. The first part of my thesis is a review giving insight into intracellular bacterial genome repertoire and symbionts. The goal of this review is to explore how intracellular microbes acquire their specific lifestyle. Due to their different evolutionary trajectories, these bacteria have different genomic compositions. We reviewed data on the ancient existence of intracellular bacteria, their host adaptation and the differences between sympatry and allopatry. A comparison of the genomic contents of bacteria with certain lifestyles revealed the bacterial capacity to exchange genes to different extents, depending on the ecosystem. The second part of my thesis present about the genome sequence of Diplorickettsia massiliensis strain 20B which is an obligate intracellular, gram negative bacterium isolated from Ixodes ricinus ticks collected from Slovak. In the third part, we investigated the genome repertoire of Diplorickettsia massiliensis compared to closely related bacteria according to its niche, revealing its allopatric lifestyle. In this study, we compared the genomic features of Diplorickettsia massiliensis with twenty-nine sequenced Gammaproteobacteria species (Legionella strains, Coxiella burnetii strains, Francisella tularensis strains and Rickettsiella grylli) using multi-genus pangenomic approach. This thesis work provides original data and sheds light on intracellular bacterial diversity