Emerging phleboviruses around Mediterranean : epidemiology, virus discovery, and human transmission aspect

• Auteur / Autrice : Laurence Bichaud
• Direction : Rémi Charrel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 23/01/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité des virus émergents (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Xavier de Lamballerie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rémi Charrel, Xavier de Lamballerie, Anne-Laure Bañuls, François Renaud, Petr Volf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Laure Bañuls, François Renaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leishmania infantum

Virus

Études séroépidémiologiques

Virus de la fièvre à phlébotomes de Naples

Phlebovirus

Phlébotomes

Mots clés libres

Phlébotome

Phlebovirus

Leishmania infantum

Toscana virus

Découverte de virus

Test de neutralisation de virus

Phlebotomine sandflies

Phlebovirus

Leishmania infantum

Toscana virus

Virus discovery,

Virus neutralization test

Résumé

Les phlébotomes sont les vecteurs reconnus de plusieurs arbovirus, en particulier du genre Phlebovirus, ainsi que de parasites du genre Leishmania. Les infections par les phlébovirus sont responsables chez l’homme de maladies décrites depuis longtemps, pourtant ils demeurent méconnus, avec en particulier un manque de données épidémiologiques et d’outils de diagnostic.Dans une première partie, des études de séroprévalence nous ont permis d’aborder l’impact en santé publique, dans le sud-est de la France, de deux phlébovirus connus pour leur pouvoir pathogène chez l’homme, Toscana virus (TOSV) et Sandfly fever Sicilian virus (SFSV). Pour ce dernier, des anticorps spécifiques (IgG) ont été détectés dans moins de 1% des sérums testés, ce qui suggère que SFSV joue un rôle mineur dans les pathologies humaines de cette région ; ces résultats sont corroborés par l’absence, durant ces dernières décennies, de cas documentés d’infection aigüe due à SFSV en Europe occidentale. Nous avons donc pu concentrer notre travail sur le deuxième groupe de phlébovirus d’intérêt chez l’homme, le groupe des Sandfly fever Naples virus, qui inclut notamment TOSV. Nous avons démontré l’existence d’un lien épidémiologique entre les infections à Leishmania infantum et celles à TOSV, certainement dû au fait que ces pathogènes sont transmis par un vecteur commun (Phlebotomus perniciosus). Les analyses statistiques ont montré que les personnes exposées aux infections à TOSV ont plus de chance d’être aussi infectées par les parasites leishmanies (et vice versa). En admettant que ce lien épidémiologique entre leishmanioses et infections à TOSV est représenté par l’exposition à la piqûre d’un vecteur commun, cette étude confirme l’implication de Phlebotomus perniciosus en tant que vecteur principal de TOSV dans le sud de la France. Cette étude suggère également que certaines données épidémiologiques disponibles pour la leishmaniose pourraient être utilisées pour décrypter l’épidémiologie des infections à TOSV.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à la détection, l’isolement et la caractérisation de virus, déjà connus ou inconnus, dans les populations de phlébotomes en France et en Afrique du Nord. Pour atteindre cet objectif, nous avons dû développer une plateforme d’analyse à au débit, adaptée pour la découverte de virus dans les phlébotomes, qui permette de traiter un grand nombre d’échantillons à faible coût. Cette plateforme a récemment été complétée par un outil de Next Generation Sequencing, afin de réaliser la caractérisation génétique complète des virus isolés et découverts. Au total, 12 576 phlébotomes ont été capturés au cours de 12 campagnes de capture menées en France, en Tunisie et en Algérie. Au sein d’une même zone géographique, la découverte de plusieurs nouveaux phlébovirus, ainsi que leur taux d’infection observé dans les populations de phlébotomes, ont démontré que la diversité de phlebovirus est bien plus importante qu’attendue.Dans la troisième partie de cette thèse, une étude de séroprévalence a été menée sur des sérums humains en utilisant des tests comparatifs de neutralisation de virus. Cette étude nous a permis d’exclure le virus Punique, récemment découvert, de la liste des principales menaces en santé publique au nord de la Tunisie, et de confirmer que TOSV est le principal phlebovirus pathogène ayant un impact en santé publique dans cette région du pays. Cette méthode de neutralisation est capable d’identifier précisément, parmi des virus génétiquement proches, le virus contre lequel les anticorps présents dans le sang ont été produits, ce qui permet de déterminer la capacité de chacun de ces virus à jouer un rôle en santé publique.

Sandflies are vectors of various arthropod-borne viruses, in particular viruses within the genus Phlebovirus, family Bunyaviridae, and of parasites in the genus Leishmania. Human diseases caused by infection with sandfly-borne phleboviruses are known for a long time, but they remain neglected due to the lack of epidemiological knowledge and of diagnostic tools.The first part consisted of seroprevalence studies in human sera to address the public health impact in south-eastern France of two recognized sandfly-borne phleboviruses, namely Toscana virus (TOSV) and Sandfly fever Sicilian virus (SFSV). Concerning the latter, specific IgG were detected in less than 1% of tested sera, suggesting that SFSV play a minor role in human disease in the region; this finding was corroborated with the lack of documented case of acute infection due to SFSV in Western Europe during the last decade. This pleaded for focusing on the other group of sandfly fever viruses known for their human interest, namely the group of Sandfly fever Naples virus that includes TOSV. We demonstrated an existing epidemiological relationship between Leishmania infantum and TOSV infections, presumably through the transmission by the common arthropod vector (Phlebotomus perniciosus). Statistical analysis showed that persons exposed to TOSV infection are at greater risk of being infected with Leishmania parasite (and vice versa). Assuming that epidemiological link between leishmaniasis and TOSV infection may be represented by the exposure to the bite of a common vector, this study confirms the involvement of Phlebotomus perniciosus as the major vector of TOSV in the South of France. This study also suggests that some of the epidemiological data available on Leishmaniasis may be used to decipher the epidemiology of TOSV infections..The second part of this thesis was dedicated to detection, isolation and characterization of existing and/or new phleboviruses in sandfly populations in France and in North Africa. To achieve this aim, we had to set up a high-throughput cost-effective platform amenable to virus discovery in sandflies; this sandfly-processing platform has been recently docked to a Next Generation Sequencing platform for full genetic characterization of newly isolated and discovered viruses. A total of 12,576 sandflies were trapped during 12 campaigns conducted in France, Tunisia and Algeria. The discovery of several new phleboviruses and their observed frequency in sandfly populations has clearly demonstrated that within a given geographic area, virus diversity is much higher than previously believed.In the third part of this thesis, a seroprevalence study based on comparative virus neutralization tests was performed on human sera and allowed to exclude the newly described Punique virus from the list of major public health threats in northern Tunisia, and to confirm that TOSV is the dominant phleboviral pathogen with an impact on public health in this part of the country. This neutralization method is suitable to identify precisely the virus against which antibodues were elicited, allowing to discriminate among closely related phleboviruses, and to determine their propensity to play a role in public health.