Specificity of the Yersinia Pestis biotype orientalis in the natural history of plague

par Saravanan Ayyadurai

Thèse de doctorat en Pathologie humaine

Sous la direction de Michel Drancourt.

Soutenue le 02-07-2010

à Aix Marseille 2 , dans le cadre de École Doctorale des Sciences de la Vie et de la Santé d'Aix-Marseille Université (Marseille) , en partenariat avec Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (Marseille) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Louis Mège.

Le jury était composé de Michel Drancourt, Jean-Louis Mège, Michel Simonet, Max Maurin.

Les rapporteurs étaient Michel Simonet, Max Maurin.

  • Titre traduit

    Spécificité de Yersina Pestis orientalis biotype dans l'histoire naturelle de peste


  • Résumé

    Yesinia pestis est l'agent de la peste, maladie infectieuse spontanément mortelle, et une bactérie classée parmi les agents de bioterrorisme de groupe A [http://www.bt.cd.gov/agent/plague]. Les cas sporadiques ont été rapportés dans plusieurs pays d'Asie, d'Afrique, et d'Amérique et la peste reste endémique en Afrique (République Démocratique du Congo; Madagascar) qui déclare le plus grand nombre de cas annuels. La majorité de cas de peste chez les humains et les animaux sauvages se manifeste dans les régions délimitées géographiquement et appelées communément les foyers de la peste. Les mécanismes de la résistance de la peste dans le sol des foyers reste de nos jours un sujet de recherche alors que la peste est maintenant considérée comme une maladie re-émergente. Au cours de notre travail, nous avons développé un outil pour l'identification de Y. pestis par spectrométrie de masse MALDI-TOF MS. Cette méthode s'est avérée très simple et efficace pour l'identification au niveau des espèces, et constitue une méthode de première ligne d'identification. Nous avons ensuite montré que Y. pestis survivait et maintenait sa virulence pendant au moins neuf mois dans le sol stérilisé par la vapeur et humidifié, dépourvu d'éléments nutritifs ajoutés et d'invertébrés du sol. Afin de contribuer à l'étude de l'épidémiologie de la peste, nous avons démontré que seul le biovar Oriantalis est transmis dans un modèle animal par les poux d'homme (Pediculus humanus), les biovars Antiqua et Medievalis de Y. pestis n'étant pas transmissibles par les poux de corps. Le mécanisme impliqué dans la transmission de la peste par les poux de corps reste inconnu, ce qui voudrait dire que le mécanisme de l'adaptation de Y. pestis Orientalis à des nouveaux vecteurs qui sont corrélés aux circonstances de l'épidémie mortelle provoquée par la peste bubonique, reste aussi inconnu. Au cours d'un dernier travail, nous avons étudié des nouveaux composés pour la prophylaxie de la peste. Notamment, nous avons évalué le potentiel du lovastatine dans la prévention de la mortalité pendant la peste. Il a été démontré sur un modèle d'expérimentation avec les souris que la lovastatine réduisait considérablement le taux de mortalité associée à la peste. Toutes les données que nous avons rapportées dans ce rapport de thèse sont destinées à mieux comprendre le cycle épidémiologique de la peste.


  • Résumé

    Yersinia pestis is the agent of deadly plague and a bacterium listed in the group A of potential bioterrorism agents [http://www.bt.cdc.gov/agent/plague/]. Sporadic cases are reported in several countries in Asia, Africa and America. Majority of human plague cases and enzootic animals occur in the geographical areas of so-called plague foci. The mechanisms sustaining geographical foci of plague remain poorly understood and plague been classified as a currently re-emerging disease. As first step, we established new front line tool for Y. pestis identification by using MALDI-TOF MS. This method was demonstrated to be simple and effective for Y. pestis identification at species level. Second step, we demonstrated that Y. pestis survived fully virulent for at least 9 months in a steam sterilized, humidified soil devoid of any nutritional supplements or any soil invertebrates. In third step we successfully demonstrated that the human louse (Pediculus humanus) as vector of plague and the body lice transmission of plague was restricted to Orientalis biovar; Antiqua and Medievalis biovars of Y. pestis were not able to transmit by body lice. This result shows that a un- explained mechanism is involved in the body lice transmission of plague and Y. pestis Orientalis adaptation to newly described vectors which effectively correlates the mass death caused by bubonic plague in Black Death individuals. Finally we conclude our study by exploring new compounds for the plague prophylaxis. The potential role of lovastatin in the prevention of mortality during plague was assessed. Lovastatin could significantly reduce the mortality associated with plague in an experimental mouse model. All These data herein we reported in our study may help to better understanding the epidemiology of plague.


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