Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

pathogènes émergents,Bactériémies,fièvre,microbiote cutané,poux,Afrique subsaharienne

Keywords

emerging pathogens,bactermia,Fever,skin microbiota,fever,Subsaharan Africa

Titre de thèse

Pathogènes émergents, Poux et Microbiote cutané en Afrique Subsaharienne
Emerging pathogens, lice and cutaneous microbiota in Subsaharan Africa

Date

Jeudi 2 Juillet 2020 à 11:30

Adresse

IHU - Méditerranée Infection 19-21 Boulevard Jean Moulin 13385 Marseillle Cedex 05 Salle N°1

Jury

Directeur de these Mme Florence FENOLLAR Aix Marseille Université (AMU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD) Institut Hospitalo-Universitaire - Méditerranée Infection
Rapporteur Mme Marie KEMPF Institut de Biologie en Santé CHU Angers
Examinateur M. Jean-Christophe LAGIER Aix-Marseille University (AMU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD) – French Military Health Service (SSA)
Rapporteur Mme Patricia RENESTO CNRS, Laboratoire TIMC-IMAG Domaine de la Merci Grenoble
Unité d’Evolution, Epidémiologie et Résistances Parasitaires (UNEEREP), Centre International de Recherches Médicales de Franceville (CIRMF), Franceville, Gabon DOUKI LEKANA Professeur

Résumé de la thèse

Les maladies fébriles sont les principales causes de consultation en Afrique subsaharienne. Le chevauchement des signes cliniques du paludisme et des maladies fébriles bactériennes rend difficile le diagnostic différentiel de la fièvre en Afrique subsaharienne, en raison du manque d’outils de diagnostic adéquats. A cet effet, l’objectif principal de cette thèse était d’établir le répertoire des microorganismes (bactéries et parasites) circulant dans le sang de sujets fébriles et apyrétiques d’Afrique subsaharienne. Nous avons étudié en parallèle, les poux de tête comme vecteurs potentiels de bactéries pathogènes, et, le microbiote cutané comme l'environnement et la source des bactéries pathogènes responsables d’infections communautaires ou nosocomiales. Au cours de cette thèse, nous avons analysé le sang de personnes fébriles et afébriles du Gabon (enfants de moins de 15 ans) et de Côte d’Ivoire (tout âge), en utilisant des outils moléculaires. Au Gabon (66,8% des fébriles et de 27,3% des afébriles, p<0,0001) comme en Côte d’Ivoire (46,8% des et 23,4% des afébriles, p < 0,0001) Plasmodium falciparum était le pathogène le plus abondant aussi bien chez les fébriles que chez les afébriles. En Côte d’Ivoire, les bactériémies étaient fortement associées à la fièvre (21.7% vs 12.7% p = 0.001). les bactériémies à S. pneumoniae (7,1 vs 0,6%, p = 0,001) et Salmonella non Typhi (4,5% vs 1,2% p < 0,001) étaient les bactéries les plus abondantes et fortement associées à la fièvre. Dans cette étude, tous les patients co-infectés par P. falciparum et S. pneumoniae étaient fébriles alors que 30,0% des personnes mono-infectés par P. falciparum étaient afébriles (p = 0,02). Au Gabon, par contre, Loa loa a été détectée aussi bien chez les fébriles que chez les afébriles (1,4% et 2,3%, respectivement). En ce qui concerne, le traitement au Gabon, 31.5% des enfants fébriles non impaludés ont reçu un traitement antipaludique, tandis qu’en Côte d’Ivoire, 30,4% des patients fébriles atteints de paludisme et 54,7% de patients atteints de bactériémie n'ont reçu ni antipaludique ni antibiothérapie. En ce qui concerne l’investigation des poux comme potentiel vecteur de bactéries et comme marqueur de migration humaine, nous avons analysé les poux en provenance de la République Démocratique du Congo (RDC) et de Gabon. Au total, 67,4% des poux de la RDC étaient du clade mitochondriale A, contre 74,6% des poux du Gabon. De plus, pour la première fois en RDC, le clade E a été identifié chez 8,3% et au Gabon, seulement 1 (0,1%) du clade E a été identifié. Le second clade le plus abondant était le clade D en RDC (24,3%) et le clade C (25,3%) au Gabon. En ce qui concerne la détection des pathogènes, Acinetobacter spp. était la bactérie la plus détectée aussi bien en RDC qu’au Gabon, et l’unique bactérie en RDC. Tandis qu’au Gabon, l’ADN de Borrelia spp. a été détecté chez 3 poux. Le séquençage de l’amplicon de qPCR du gène 16S spécifique de Borrelia a montré que l’espèce la plus proche connue de cette espèce est B. theileri. Concernant la caractérisation du microbiote de la peau comme potentielle source de contamination par les bactéries, nous avons analysé les écouvillons (avant-bras et/ou de la paume) des villageois pygmées et bantous du Gabon. L'ADN bactérien a été détecté dans 87,1% (251/288) des échantillons, A. baumannii (35,4%, 89/251) étant la bactérie la plus abondante. S. aureus et S. pneumoniae étaient également détecté avec des prévalences de 29,9% et 24,6% respectivement. La prévalence de S. pneumoniae était statistiquement plus élevée chez les pygmées comparés aux bantous. En somme, nos travaux montrent que le paludisme demeure une cause importante de fièvre en Côte d’Ivoire et au Gabon et que S. pneumoniae et Salmonella spp. contribuent de manière significative à la survenue de fièvres et sont très corrélées au paludisme. L’intégration de la vaccination anti-pneumococcique pourrait réduire la morbi-mortalité liée au paludisme.

Thesis resume

Febrile illnesses are the main causes of consultation in sub-Saharan Africa. The overlapping of clinical signs between different febrile illnesses (malarial or bacterial) makes difficult the differential diagnosis of fever in sub-Saharan Africa, often due to the lack of adequate diagnostic tools. Thus, the main objective of this thesis was to establish the repertory of microorganisms (bacteria and parasites) circulating in blood of febrile and apyretic subjects from sub-Saharan Africa. Otherwise, we studied skin as source potential source of contamination by these pathogenic bacteria, responsible for community or nosocomial infections and head lice as potential vectors of pathogenic bacteria. In this thesis we analyzed blood of febrile and afebrile people from Gabon (children under 15) and Côte d´Ivoire (all ages), using molecular tools. In Gabon (66.8% of febrile and 27.3% of afebrile, p < 0.0001) as well as in Côte d’Ivoire, (46.8% of and 23.4% of afebrile, p < 0.0001) Plasmodium falciparum was the most abundant pathogen in both febrile and afebrile patients. In Côte d'Ivoire, bacteremia was strongly associated with fever (21.7% vs 12.7% of afebriles, p = 0.001). S. pneumoniae (7.1vs 0.6%, p = 0.001) and non typhoide Salmonella (4.5% vs 1.2%, p < 0.001) were the most abundant bacteria and strongly associated with fever. In this study, all the patients co-infected with P. falciparum and S. pneumoniae were febrile while 30.0% of those mono-infected by P. falciparum were afebrile (p = 0.02). In Gabon, Loa loa, was detected in both febrile and afebrile patients (1.4% and 2.3%, respectively). Regarding treatment, in Gabon, 31.5% of non-malarial febrile children received antimalarial treatment, while in Côte d'Ivoire, 30.4% of febrile patients with malaria and 54.7% with bacteremia received neither antimalarial nor antibiotic therapy. Studying lice as a potential vectors of bacteria and as a marker of human migration, we analyzed lice from the Democratic Republic of Congo (DRC) and Gabon. In total, 67.4% of lice from DRC belonged to clade A, compared to 74.6% of lice from Gabon. In addition, for the first time in DRC, clade E was identified in 8.3% and only 1 (0.1%) lice from Gabon was from this clade. The second most abundant clade was mitochondrial clade D in DRC (24.3%) and clade C (25.3%) in Gabon. Regarding the detection of pathogens, Acinetobacter spp. was the most detected bacterium in DRC and Gabon respectively, and the only detected bacterium in DRC. However, in Gabon, the DNA of Borrelia spp. was detected in 3 lice. Sequencing of the qPCR amplicon of the Borrelia-specific 16S gene has shown that the closest the nearest species to our identified Borrelia spp. was B. theileri. Regarding the characterization of skin microbiota as a potential source of contamination by bacteria, we have the swabbed healthy skin (forearm and / or palm) of pygmies and bantus from Gabon. Bacterial DNA was detected in 87.1% (251/288) of samples, A. baumannii (35.4%, 89/251) being the more abundant species. S. aureus and S. pneumoniae were also more abundant and detected in 29.9% and 24.6% respectively. The prevalence of S. pneumoniae was statistically higher in pygmies compared to Bantu. Overall, our work shows that malaria remains an important cause of fever in Côte d'Ivoire and Gabon. However, S. pneumoniae and Salmonella spp. contribute significantly to the occurrence of fever and are highly correlated with malaria. The integration of pneumococcal vaccination could reduce the morbidity and mortality due to malaria. The high rate of S. pneumoniae on skin suggests that skin could be an important source of contamination by this bacterium in rural areas of Africa.