Phlebovirus, Leishmania et phlébotomes : interactions et impacts sur la biologie et la transmission de ces agents pathogènes

Phlebovirus, Leishmania and sand flies : interactions and impacts on biology and transmission of these pathogens

• Auteur / Autrice : Lison Laroche
• Direction : Anne-Laure Bañuls, Rémi Charrel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Ana Rivero
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Laure Bañuls, Rémi Charrel, Ana Rivero, Jérôme Depaquit, Alessandra Falchi, Émilie Bouhsira, Albin Fontaine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Depaquit, Alessandra Falchi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virus de la fièvre à phlébotomes de Naples

Phlebovirus

Leishmania

Phlebovirus

Phlébotomes

Leishmania

Mots clés libres

Leishmania

Phlébotomes

Phlebovirus

Toscana virus

Interaction vecteur-Pathogène

Leishmania

Sans flies

Phlebovirus

Toscana virus

Vector-Pathogen interactions

Résumé

Les phlébotomes, présents dans toutes les régions intertropicales, sont des insectes diptères appartenant à la famille des Psychodidae et à la sous-famille des Phlebotominae. Une centaine d’espèces sont identifiées comme vecteurs dont 40% sont des vecteurs confirmés. Ces espèces sont impliquées dans la transmission de différents agents pathogènes tels que les leishmanies et les Phlebovirus. Les leishmanies sont des protozoaires Kinetoplastidae de la famille des Trypanosomatidae appartenant au genre Leishmania responsables de maladies parasitaires. Elles parasitent un large panel d’hôtes vertébrés, dont l’homme. Par exemple, Leishmania infantum est une espèce qui sévit sur le pourtour méditerranéen et qui peut provoquer des formes viscérales graves en absence de traitement. Les virus du genre Phlebovirus appartiennent à la famille des Phenuiviridae et à l'ordre des Bunyavirales. Certains Phlebovirus sont associés à des pathologies humaines, tel que le virus Toscana (TOSV) présentant une activité neurotrope. Le TOSV et le parasite Le. infantum co-circulent dans le bassin méditerranéen et partagent certaines espèces vectrices, telles que Phlebotomus perniciosus. Des études ont mis en évidence des co-infections chez des hôtes mammifères, mais aucune n'a pu le confirmer chez le phlébotome en population naturelle. Les interactions biologiques entre le TOSV et le phlébotome et entre ces deux agents pathogènes chez l’hôte et le vecteur sont encore méconnues.Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet de thèse est d’étudier, par une approche expérimentale, les interactions de ces deux agents pathogènes avec leur vecteur afin de mieux comprendre l’impact sur leur transmission et sur la biologie des phlébotomes. Cette thèse a été divisée en trois chapitres. Le premier est consacré au modèle phlébotome, à la mise en place et au maintien de l’élevage dans notre laboratoire, ainsi qu’au développement des infections expérimentales. Le second chapitre étudie les interactions entre le parasite Le. infantum et le vecteur Ph. perniciosus. Ces expériences ont mis en évidence l’impact de l’infection sur un des traits d’histoire de vie du phlébotome : les femelles infectées pondent significativement plus d’œufs. Le troisième chapitre explore le cycle naturel du TOSV chez Ph. perniciosus. L’étude de la dynamique d’infection chez Ph. perniciosus révèle que, selon la dose de TOSV ingérée par le vecteur, l'infection systémique survient entre trois et cinq jours. De plus, l’infection par le TOSV entraine une augmentation du temps d’éclosion des œufs des femelles. Ainsi, les résultats démontrent clairement que ces deux agents pathogènes ont un impact sur la biologie du vecteur et que les conditions d’infection peuvent avoir des conséquences sur leur transmission.Cette thèse apporte des connaissances fondamentales sur la biologie des interactions vecteur-pathogène sur le modèle phlébotome-phlébovirus-leishmanies. Les résultats constituent une base solide et indispensable pour l’étude de la co-infection de Ph. perniciosus par ces deux agents pathogènes. En perspectives, l’étude de leurs interactions au sein du vecteur permettrait de déterminer si la présence de l’un peut moduler le potentiel infectieux de l’autre et sa transmission chez l’hôte.

Sand flies, present in all intertropical regions, are dipteran insects belonging to the Psychodidae family and the Phlebotominae subfamily. About a hundred species have been identified as vectors, of which 40% are proven vectors. These species are involved in the transmission of several pathogens such as Leishmania and Phlebovirus. Leishmania are Kinetoplastidae protozoa of the Trypanosomatidae family belonging to the genus Leishmania responsible for parasitic diseases. They infect a wide range of vertebrate hosts, including humans. For example, Leishmania infantum is a species that circulates in the Mediterranean region and can cause severe visceral forms if left untreated. Viruses of the genus Phlebovirus belong to the Phenuiviridae family and the Bunyavirales order. Some Phlebovirus are associated with human diseases, such as Toscana virus (TOSV) with a neurotropic activity. The parasite Le. infantum and TOSV co-circulate in the Mediterranean basin and share some vector species, such as Phlebotomus perniciosus. Studies have shown co-infections in mammalian hosts, but none have been able to confirm this in sand fly natural populations. The biological interactions between TOSV and sand flies and between these two pathogens in host and vector are still poorly understood.In this context, the main objective of this thesis project is to study, through an experimental approach, the interactions of these two pathogens with their vector to better understand the impact on their transmission and on the sand fly biology. This thesis has been divided into three chapters. The first chapter deals with the sand fly model, the establishment and maintenance of the colony in our laboratory, and the development of experimental infections. The second chapter studies the interactions between the parasite Le. infantum and the vector Ph. perniciosus. These experiments show the infection impact on one of the sand fly life history traits: infected females lay significantly more eggs. The third chapter explores the natural cycle of TOSV in Ph. perniciosus. The study of infection dynamics in Ph. perniciosus reveals that, depending on the TOSV dose ingested by the vector, systemic infection occurs between three and five days. In addition, TOSV infection resulted in an increase of egg hatching time. Therefore, the results clearly demonstrate that both pathogens have an impact on the biology of the vector and the conditions of infection can have consequences on their transmission.This thesis provides fundamental knowledge on the biology of vector-pathogen interactions in the sand fly-Phlebovirus-Leishmania model. The results represent a solid and essential baseline for the study of Ph. perniciosus co-infection by these two pathogens. Looking ahead, the study of their interactions within the vector will allow to determine whether the presence of one can modulate the infectious potential of the other and its transmission to the host.