Soutenance de thèse de Alissa HAMMOUD

Les poux sont des ectoparasites hématophages obligatoires ayant évolué parallèlement à leurs hôtes. Les poux de corps, Pediculus humanus humanus, représentent un problème majeur de santé publique compte tenu de : (1) leur forte prévalence dans les populations exposées à de mauvaises conditions sanitaires ; (2) leur capacité vectorielle à transmettre le typhus épidémique, la fièvre des tranchées, la fièvre récurrente ; (3) leur rôle potentiel dans la propagation de la peste. Les poux de corps s’infectent durant leurs repas sanguins, puis ils excrètent des micro-organismes pathogènes vivants via leurs fèces ; ces derniers vont pénétrer dans la circulation sanguine après grattage de l’hôte. La capacité vectorielle des poux de tête, Pediculus humanus capitis, n’a toujours pas été confirmée expérimentalement, les bactéries excrétées via leurs fèces étant moins viables. Les poux de corps et de tête sont morphologiquement similaires, et se localisent respectivement, dans les vêtements et dans les cheveux. De plus, leurs gènes mitochondriaux sont divergents, permettant ainsi de classer les poux de tête en six clades géographiquement distribués (A-F) et les poux de corps en deux clades (A, D). À la lumière de la répartition géographique observée des poux, il serait essentiel d'effectuer des recherches épidémiologiques sur les poux et leurs bactéries associées afin d'établir une vision globale de leurs répartitions. Dans cette thèse, nous avons d'abord cherché à déterminer la diversité génétique des échantillons de poux de tête collectés dans deux pays africains, la Guinée et l'Algérie. En utilisant des approches moléculaires, nous avons pu identifier la présence des clades A, B et E, en plus de l'ADN d'Acinetobacter sp., Borrelia recurrentis et de Bartonella quintana. La présence de bactéries pathogènes dans les poux de tête renforce leur rôle potentiel en tant que vecteurs ; mais ne démontre pas leurs contributions dans les épidémies. La mise en place d’un système de surveillance et de dépistage au Sénégal, a permis de documenter une épidémie de fièvre des tranchées grâce au prélèvement sanguin et à l’analyse des poux de tête. Deux souches de B. quintana ont été isolées et séquencées, une à partir du sang d’un patient et une à partir des poux d’un patient. L'analyse des génomes a révélé une quasi-identité entre ces deux souches, preuve que les mêmes souches circulaient dans les poux et les patients durant l'épidémie. Afin d’étudier les mécanismes de transmission des pathogènes par les poux, et ce pour un meilleur contrôle des épidémies et une meilleure compréhension de la biologie et de la tolérance aux insecticides de ces insectes, des colonies vivantes de poux doivent être utilisées. Nous avons donc tenté de développer une méthode d'élevage des poux de corps sur membrane artificielle. Deux systèmes d’élevage et trois supports diffèrent ont été utilisées. Une génération de poux de corps a été nourri de sang héparinisé sur boîte de Pétri. Une mortalité élevée et une reproduction faible ont été observées, suggérant que les poux de laboratoire sont très sensibles à toute altération du repas sanguin. Nous nous sommes, enfin, intéressés à caractériser la présence d’une relation phylogénétique entre les poux et leur bactérie endosymbiotique (Candidatus Riesia pediculicola). Des poux de tête de tous les clades ainsi que leurs endosymbionte ont été analysés. Une congruence co-phylogénétique entre les clades de poux et leurs endosymbiontes respectifs a été confirmées. Par la suite, des lentes de poux de corps de la souche Orlando ont été cultivées. Un suivi par qPCR ciblant l’endosymbionte a été réalisé dans les jours suivant la culture. Les poux ne peuvent pas survivre sans un contact permanent avec leur hôte, pas plus que leurs bactéries endosymbiotiques. Par conséquent, il est crucial de mieux connaitre la biologie des poux et d’étudier leurs endosymbiontes afin de développer des stratégies de contrôle efficaces.

Lice are ancient, obligate hematophagous ectoparasites that co-evolve along with their hosts. The human body lice, Pediculus humanus humanus, is a major public health concern due to high infestation rates in crowded, unsanitary populations and their vectorial capacity for epidemic typhus, trench fever, relapsing fever and, potentially, the plague. Body lice ingest bacteria during feeding and excrete live, viable microorganisms in fecal material. Scratching of the host’s skin then creates a portal of entry of these microorganisms into the bloodstream. Head lice, Pediculus humanus capitis, possess similar characteristics but seem to excrete less viable microorganisms. Therefore, head lice may be considered potential vectors. Both human body and head lice are morphologically indistinguishable and exist in two distinct ecotypes, clothing and hair respectively. Their mitochondrial genes diverge and subsequently classify head lice into six geographically distributed clades (A - F) and body lice into two (A, D). However, their transcriptomic differences are limited to a single gene. In light of the observed geographic distribution of head and body lice, it is essential to determine local epidemiology of existing lice and associated bacterial organisms in order to form an accurate global view. Thus, in this thesis, we first aim to determine the genetic diversity of head lice specimens collected in two African countries, Guinea and Algeria. We molecularly identify the presence of head lice clades A, B and E and the microbial DNA of Acinetobacter sp., Borrelia recurrentis and Bartonella quintana. The detection of several bacterial pathogens in head lice points to the possible role of head lice as transmission vectors even if it cannot confirm their involvement in historic epidemics. As part of a permanent surveillance and screening system in our point-of-care laboratory (POC) in Senegal, we were able to document a trench fever outbreak through the systematic collection of blood and head lice samples. Two B. quintana strains were isolated and sequenced, one from patient’s blood and one from another patient’s head lice. Genomic analysis revealed a quasi-identity in both strains, indicating that the same strain circulated in head lice and patients during the outbreak. In addition, we aim to study the mechanisms of pathogen transmission of lice to better understand and improve related outbreak detection and management. Usually, to properly study lice biology and their insecticide tolerance, live colonies must be used. Our approach began by developing an artificial louse rearing method using two blood anticoagulants tested on two systems with three different blood support conditions. We were able to maintain one generation of body louse that fed heparinized blood on a petri dish. We observed high mortality and low reproductivity rates, indicating that the maintenance of laboratory louse is sensitive to any minor modification in their blood meal or lifestyle. Our findings are similar to the many reported successful and unsuccessful lice rearing trials. We also aim to characterize the phylogenetic relationships between the endosymbiotic bacterium (Candidatus Riesia pediculicola) and its lice host. We performed a molecular analysis of the mitochondrial genes and the endosymbionts of head and body lice specimens from the IHU insectarium. We successfully confirmed the presence of a co-phylogenetic congruence between lice and their endosymbionts. Furthermore, freshly laid Orlando strain body lice eggs were disinfected, crushed, and cultivated in insect medium. Ca. Riesia pediculicola DNA was detected for up to 69 days post-culture by a specific qPCR. Lice cannot survive without permanent contact with their host, and the same goes for their endosymbiotic bacteria. Hence, it is crucial to understand lice and investigate its endosymbiont to be able to develop effective control strategies.