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these maure

Écologie et évolution de la manipulation de type garde du corps : étude du système Dinocampus coccinellaeColeomegilla maculata

 

Présentée par

Fanny MAURE

 

Lundi 16 décembre 2013 de 10h à 12h Amphi des plantes.

 

Jury :

Yannick Outreman, Maître de conférence, Agrocampus Rennes                          Rapporteur

Marie-Jeanne Perrot-Minot, Professeur, Université de Bourgogne                      Rapporteuse

Frédérique Dubois, Professeur, Université de Montréal (Canada)                         Examinatrice

Jeff Harvey,  Chargé de recherche, Netherlands Institute of Ecology                    Examinateur

Doyle Mc Key, Professeur, Université Montpellier II                                               Examinateur

Frédéric Thomas, Directeur de recherche, CNRS, Montpellier                              Directeur

Jacques Brodeur, Professeur, Université de Montréal (Canada)                           Directeur (Invité)

 

 

 

Résumé

 

La manipulation du comportement de l’hôte est une stratégie couramment utilisée chez les organismes parasites, et ce afin de favoriser leur transmission et/ou leur survie. La compréhension d’une telle stratégie est au cœur de plusieurs disciplines appliquées de la parasitologie, telles que l’épidémiologie et la médecine, mais est aussi d’une grande importance d’un point de vue écologique et évolutif. Dans le cadre de cette thèse, notre objectif était d’améliorer l’état des connaissances sur un type de manipulation encore très peu connu : la manipulation garde du corps, une stratégie initialement décrite chez les insectes parasitoïdes. À la suite de leur développement larvaire, certaines guêpes parasitoïdes (Braconidae) ont la capacité d’usurper le comportement de leur hôte et l’obligent ainsi à se comporter comme un véritable garde du corps pour protéger leur cocon des ennemis naturels. Basé sur le système associant la guêpe parasitoïde Dinocampus coccinellae et un de ses hôtes la coccinelle maculée Coleomegilla maculata, le présent travail aborde cinq aspects particuliers de la manipulation parasitaire : i) Efficacité de la protection par un garde du corps et coûts liés à une telle stratégie, ii) Contraintes énergétiques pour les parasites manipulateurs, iii) Diversité et l’évolution de la manipulation garde du corps, iv) Survie des hôtes à la manipulation par un parasitoïde et v) Effets de la nutrition de l’hôte sur une association hôte–parasitoïde manipulateur. Nos résultats apportent plusieurs éléments de réponse quant à l’écologie et l’évolution de la manipulation garde du corps, et notamment en ce qui a trait aux coûts énergétiques associés à une telle stratégie ainsi qu’au rôle de la ressource dans cette étroite association. De nouvelles perspectives de recherche y sont proposées afin d’encourager d’autres travaux dans cette voie.

 

Mots clés : manipulation garde du corps, association hôte–parasitoïde, coût de la manipulation, évolution, virulence des parasitoïdes, Dinocampus coccinellae.

 



Majoline TCHIOFFO TSAPI (unité MIVEGEC-UMR 224) soutiendra sa thèse le jeudi 19 décembre 2013, à 10h, dans l’amphithéâtre des plantes (centre IRD / Montpellier), devant le jury composé de :


M. Eric MAROIS, CR1, CNRS-Strasbourg                                         Rapporteur
Mme Sarah BONNET, CR1, INRA, Maisons-Alfort                             Rapporteur    
M. Benjamin A. NKOUM, Directeur ESS/UCAC, Yaoundé                 Examinateur
M. Damien DUBOIS, MCU-PH, Université de Toulouse III                 Examinateur
M. Henri VIAL, DR1, Université Montpellier 2                                     Examinateur
Mme Isabelle MORLAIS, CR1, IRD-MIVEGEC                                  Directrice de thèse               
M. Antoine BERRY, PU-PH, Université de Toulouse III                      Co-directeur de thèse



Interactions génomes*environnement dans le système vectoriel Anopheles gambiae / Plasmodium falciparum : rôle de la flore microbienne du moustique dans la modulation du développement de P. falciparum



Résumé :

Le parasite Plasmodium  falciparum, responsable des formes graves du paludisme chez l’homme, est transmis par Anopheles gambiae, son principal vecteur en Afrique sub-saharienne. Les nouvelles stratégies de lutte contre la maladie visent à  limiter ou à interrompre le développement du parasite chez le moustique vecteur, et il est donc nécessaire d’améliorer notre compréhension des interactions entre le vecteur, son environnement et le parasite. L’objectif de ce projet de thèse a été de caractériser la flore microbienne du vecteur An. gambiae en conditions naturelles de transmission, d’étudier le rôle des principales espèces bactériennes colonisant l’estomac du moustique sur le développement de P. falciparum et de mesurer l’influence des bactéries sur la réponse immunitaire des moustiques femelles et leur capacité à transmettre le parasite. Pour mener à bien ce projet, nous avons collecté des populations de moustiques sauvages au Cameroun pour la caractérisation de la flore microbienne, nous avons ensuite exposé des moustiques de la colonie de laboratoire Ngousso à des cultures bactériennes puis infecté ces moustiques avec des isolats naturels de P. falciparum. Notre étude a montré que les souches bactériennes naturelles de l’intestin du moustique Serratia, Pseudomonas et Escherichia réduisaient la prévalence et l’intensité de l’infection et que le degré d’inhibition variait selon les taxons bactériens et les porteurs de gamétocytes. L’analyse des flores bactériennes des différents épithéliums de l’insecte par pyroséquençage a révélé des similarités entre la flore intestinale et celles retrouvées dans les ovaires et les glandes salivaires pour un même moustique. Les analyses d’expression suggèrent que la régulation de l’expression des gènes l’immunité par les bactéries intestinales pourrait participer à la modulation de la réponse antiplasmodiale. Les mécanismes impliqués dans les interactions bactéries-Plasmodium-vecteur sont complexes et multifactorielle et la modélisation de l’ensemble des interactions qui permettent à P. falciparum d’accomplir son cycle chez le moustique vecteur sera nécessaire pour envisager de nouvelles méthodes de lutte efficaces et durables.

Vendredi 8 novembre à 14h30

Amphithéâtre du bâtiment des plantes de l'IRD

Dynamique et évolution des maladies infectieuses : Pourquoi les parasites nuisent-ils à leurs hôtes ?

 

Composition du jury :
- Dominique Pontier (Université de Lyon 1)
- Janis Antonovics (Université de Virginie), absent
- Jean-Baptiste Ferdy (Université de Toulouse 3)
- François Renaud (CNRS, Montpellier)
- Sam Brown (Université d'Edimbourg)
- Yannis Michalakis (CNRS, Montpellier)

J’ai le plaisir de vous inviter à ma soutenance de thèse qui aura lieu le Jeudi 12 décembre 2013 à 9h30 dans l’amphithéâtre du bâtiment des plantes, au Centre IRD de Montpellier.

 

Je vous présenterai mon travail intitulé :

Structure de la communauté d’hôtes et évolution de la spécialisation chez la tique Ixodes ricinus

 

Résumé :

Le degré de spécialisation d’hôte des parasites peut considérablement modifier la nature des interactions interspécifiques. Lorsque les parasites sont également vecteurs, leur capacité d'adaptation et leur réponse aux changements dans la communauté d’hôtes aura des conséquences importantes sur la dynamique de leurs populations, mais aussi sur les microparasites qu'ils transmettent. Une première étape pour mieux appréhender l'importance de ce phénomène sur l'écologie et l'évolution des systèmes vectoriels est d'étudier la divergence génétique associée à l'hôte. Nous avons utilisé cette approche dans le système hôte-vecteur-pathogène impliquant la tique européenne Ixodes ricinus, ses différents hôtes vertébrés et les bactéries responsables de la maladie de Lyme (Borrelia burgdorferi sensu lato). Ce travail a notamment consisté à tester si les communautés les plus anciennes montraient des divergences associées à l’hôte plus importantes que celles récemment colonisées. Nous avons combiné des échantillonnages de terrain sur un transect européen (comprenant la distribution historique d’I. ricinus et des zones nouvellement colonisées) et des analyses moléculaires basés sur 14 marqueurs microsatellites (dont 9 nouvellement développés). Comme un obstacle majeur pour aborder la question de la spécificité d’hôte dans le système I. ricinus, ainsi que chez d’autres vecteurs, est de déterminer l'utilisation des hôtes, nous avons également testé expérimentalement les biais rencontrés lors de la détection moléculaire de l’hôte. Nos résultats révèlent un schéma complexe de l'adaptation des tiques à travers l’Europe ; la spécialisation d’hôte peut évoluer, mais l’âge de la communauté ne semble pas être un facteur décisif. Plus généralement, les résultats de cette thèse soulignent que l’écologie des vecteurs en eux-mêmes (et pas seulement les interactions hôtes-pathogènes) doit être considérée avec attention si on veut améliorer notre compréhension de ces systèmes.

 

Mots clés : Coévolution hôtes-parasites ; Spécialisation ; Tiques ; Ixodes ricinus ; Génétique des populations ; Epidémiologie

 

Abstract:

The degree of host specialization in parasites can greatly modify the nature of interspecific interactions. When parasites are also vectors, their ability to adapt to new hosts and their response to changes in the host community will have important consequences for both their population dynamics and evolution, but may also cascade down to the microparasites they transmit. A first step to better apprehend the importance of this phenomenon for the evolution and ecology of vector-borne disease systems is to study patterns of host-associated genetic divergence across diverse vector populations. We used this approach in the host-vector-pathogen system involving the European tick Ixodes ricinus, its various vertebrate hosts and the bacteria responsible for Lyme disease Borrelia burgdorferi sensu lato. We predicted that longer established interactions would show stronger patterns of host-associated divergence than more recently established ones. We tested this prediction by combining field samples from a European-wide transect (including both historical and newly colonized zones) and molecular analyses based on 14 microsatellite markers (9 newly developed). As a major obstacle for tackling the question of host associations in the I. ricinus system is determining local host use, we also experimentally tested for biases in molecular host detection. Our results reveal a complex pattern of tick adaptation across the European landscape; host specialization does evolve, but not in a predictable way in relation to the evolutionary age of the interaction. More generally, the results of this thesis highlight that vector ecology (and not just host-pathogen interactions) require careful consideration, if we are to improve our understanding of these systems.

 

Keywords: Host-parasite coevolution; Specialisation; Ticks; Ixodes ricinus; Population genetics; Epidemiology

 

 

Le jury sera composé de :

- Manuel Plantegenest (Rapporteur)

- Heinz Richner (Rapporteur)

- Thierry De Meeûs (Examinateur)

- Flavie Vanlerberghe (Examinatrice)

- Gwenaël Vourc’h (Examinatrice)

- Karen McCoy (Directrice de thèse)

 

Vous êtes tous invités au pot qui suivra en salle 161 (Centre IRD).

 

 

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

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


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


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


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

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