Soutenance de thèse de Ba Hoang Anh MAI

La pulpe dentaire est une source particulièrement intéressante en paléomicrobiologie pour déterminer l'étiologie des maladies septicémiques dans les cadavres anciens. L’application a été marqué en 1998 par la détection de Yersinia pestis avec technique moléculaire, et suite à ce travail princeps, plusieurs pathogènes ont été identifiés par différentes méthodes. Dans ces travaux de recherche, ce sont les restes de pulpe dentaire contenus à l’intérieur des dents anciennes collectées sur les sites archéologiques par les archéologues, qui ont constitué des matériels biologiques pour la recherche des pathogènes. Pour garantir l’authenticité des résultats en paléomicrobiologie, chaque étape de manipulation doit suivre certaines règles. Dans cette perspective, nous avons élaboré une revue de la littérature pour mettre en évidence l'ensemble du processus de préparation des dents anciennes, à partir de la collection jusqu’à l'extraction des molécules organiques (ADN et protéines) et des méthodes qui sont appliquées. Au total, sept techniques (biologie moléculaire, métagénomics, séquençage nouvelle génération, iPCR, ELISA, RDT, LC/MS) ont permis d’établir des diagnostics rétrospectifs à partir de dents anciennes et en particulier des pulpes. Ces dents dataient du 4,000 avant JC au 20ème siècle. Dix bactéries anciennes et un virus ancien ont ainsi été identifiés. La combinaison de plusieurs techniques a augmenté les possibilités de diagnostic; plusieurs génomes anciens de Y. pestis et un génome de B. recurrentis sont reconstruits. Par ailleurs, les spectres obtenus par spectrométrie de masse à partir des protéines encore présentes dans les pulpes anciennes ont aidé également à distinguer les espèces de mammifères. Dans un deuxième travail, une revue systématique de la séroprévalence de Bartonella. quintana dans le monde a été réalisée. B. quintana est considéré aujourd’hui comme un pathogène ré-émergent. Cette étude avait pour objectif d’estimer le profil épidémiologique mondiale de l’infection à B. quintana. Au total 45 articles ont été qualifiés avec 82 sous-populations assistées dont 60 ont un taux positif de 0.2% à 65%. Il résulte de ce travail que B. quintana touchait non seulement des personnes sans domicile fixe mais aussi des personnes en bonne santé ne vivant pas dans des conditions de vie précaire. Pour évaluer la prévalence de B. quintana dans le passé, nous avons réalisé dans un troisième travail, la détection moléculaire de B. quintana à partir de la pulpe dentaire chez des individus provenant de plusieurs charniers. Des personnes représentatives de chaque époque ont montré une contamination bactérienne à B. quintana; les proportions de personnes infectées chez les citoyens et les soldats des 18ème au 19ème siècles était 18.8% et 20%, respectivement. Nous n’avons pas observé de différence significative entre les citoyens et les soldats. Cela suggère que l’infection de B. quintana est relativement courante dans la société humaine ancienne. Finalement, nous avons montré dans ce travail que la dent ancienne et en particulier la cavité pulpaire préserve en partie les structures pulpaires et de nombreux types cellulaires, dont les érythrocytes avec une morphologie étonnamment bien conservée. Illustrant le résultat de cette découverte dans le domaine de la paléocytologie, nous avons effectué la détection microscopique d’une B. quintana intra-érythrocytaire dans une pulpe dentaire datée de 2,000 ans. Mot clés: Pulpe dentaire ancienne, paléomicrobiologie, paléoprotéomique, Bartonella quintana, ADN, protéine, séroprévalence, érythrocyte.

Dental pulp is a particularly interesting source in paleomicrobiology to determine the etiology of septicemic diseases in ancient corpses. The first application was marked in 1998 by the detection of Yersinia pestis with molecular technique, and following this original work, several pathogens were identified by different methods. In these works, the remains of dental pulp that located inside the ancient teeth collected from archaeological sites by archaeologists constituted the biological materials for the research of pathogens. To respect the requirements of authentic results in paleomicrobiology, each manipulated step has to follow certain rules. In this perspective, we elaborated on a literature review to highlight the whole process of ancient teeth preparation, from the collection to the extraction of organic molecules (DNA and proteins) and successful research methods. In total, seven techniques (molecular biology, metagenomics, next-generation sequencing, iPCR, ELISA, RDT, LC/MS) permitted retrospective diagnoses from the ancient teeth and in particular the dental pulps. These teeth dated from 4,000 BC to the 20th century. Ten ancient bacteria and one ancient virus were identified. The combination of some techniques increased the diagnostic opportunity; many ancient genomes of Y. pestis and one ancient genome of B. recurrentis were reconstructed. Moreover, the spectra obtained by mass spectrometry from the proteins of the ancient pulps also helped to distinguish the mammal species. In the second study, a systematic review of the Bartonella quintana seroprevalence was carried out. Nowadays, B. quintana is considered as a re-emerging pathogen. The objective of this review was to estimate the global epidemiological profile of B. quintana infection. A total of 45 articles were qualified with 82 assisted subpopulations, 60 of which had a positive rate from 0.2% to 65%. This result mentioned that B. quintana affected not only homeless people but also healthy people without precarious living conditions. To assess the prevalence of B. quintana in the past, we realized the third work, the molecular detection of B. quintana from dental pulp of individuals from several mass graves. Representatives of each era showed bacterial contamination; remarkably, the positive percentage of citizens and soldiers from the 18th-19th centuries was 18.8% and 20%, respectively, but there was no significant difference between them. This suggests that B. quintana infection has been relatively common in ancient human society. Finally, we demonstrated that the ancient tooth, in particular, the pulp cavity partly preserves the pulp structures and many cell types, including erythrocytes with a surprisingly well preserved morphology. Illustrating the result of this discovery in the field of paleocytology. In addition, we performed microscopic detection of a 2,000-year-old intraerythrocytic B. quintana. Keywords: Ancient dental pulp, paleomicrobiology, paleoprotéomics Bartonella quintana, DNA, protein, seroprevalence, erythrocyte.