Soutenance de thèse de AMAR BOUAM

L'ulcère de Buruli, maladie négligée rapportée dans 33 pays tropicaux, affecte le derme et parfois les os pouvant entraîner déformations et incapacités permanentes. Mycobacterium ulcerans, mycobactérie non-tuberculeuse associée aux écosystèmes aquatiques cause l’ulcère de Buruli et secrète une exotoxine appelée mycolactone, responsable de son pouvoir pathogène. Les sources et réservoirs de M. ulcerans ne sont pas précisément connus limitant la prophylaxie. Ma thèse contribue dans une perspective « One Health » à démasquer les sources de M. ulcerans. Ma revue de la littérature répertoriant les sources potentielles, met en exergue les pièces manquantes pour la compréhension de l’épidémiologie de l’ulcère de Buruli. Mon étude de co-culture M. ulcerans-amibe Acanthamoeba griffini indique que cette amibe n’est pas un réservoir de M. ulcerans. Ensuite, mon étude haut-débit du métabolisme des substrats carbonés par Biolog Phenotype MicroArrays, couplée à la recherche bibliographique indique que les bactéries, champignons, algues et mollusques peuvent combiner ces sources carbonées au profit de M. ulcerans dans l’environnement. Capitalisant sur ce résultat, mon étude de l’effet des mycolactones semi-purifiées et purifiées sur trois espèces de champignons Mucor circinelloides, Scedosporium apiospermum et Fusarium equiseti montre de façon inattendue, une attraction sur le champignon Mucor circinelloides. Ces observations démasquent une nouvelle activité de la mycolactone d’attraction d’organismes fungiques unicellulaires, qui pourrait constituer la fonction première de la mycolactone dans les environnements naturels de M. ulcerans ; à l’instar des strigolactones. Le mode de transmission de M. ulcerans à l’homme reste également un mystère non encore élucidé. Les modèles expérimentaux ont démontré que différents types de lésions y compris les piqures de moustiques sur une peau contaminée pouvaient provoquer l'ulcère de Buruli. Dans mon troisième travail expérimental, j’ai observé que des séquences d'ADN spécifiques de M. ulcerans étaient détectées sur la peau saine d’individus asymptomatiques vivant en zones d’endémie de l’ulcère de Buruli. Cette découverte suggère qu’un portage cutané asymptomatique de M. ulcerans existe chez les populations exposées à des environnements contaminés. Ces données pourraient aider à promouvoir une prophylaxie fondée sur le port des habits de protection au contact des environnements à risques comme les rizières. Parallèlement à mes travaux sur M. ulcerans, j’ai réalisé l’analyse génomique de six espèces de mycobactéries et une analyse approfondie du génome d’une nouvelle espèce clinique de mycobactérie que nous avons nommée Mycobacterium ahvazicum, isolée en Iran chez des patients immunodéprimés souffrant d’une infection respiratoire. J’ai également décrit sur le plan phénotypique, génomique et génotypique trois nouvelles espèces de mycobactéries que j’ai isolées à l’intérieur des racines de plants de tomates. Enfin, j’ai participé à l’étude rétrospective du portage urinaire asymptomatique de Leptospira interrogans chez les chiens errants en Algérie, montrant une prévalence de 4.8% significativement plus élevée chez les jeunes chiens âgés < 1 an (P=0.03). En perspective à notre travail de thèse, une mission de terrain en Côte d’Ivoire est programmée en mai 2018 en collaboration avec les responsables de programme national de lutte contre l’ulcère de Buruli (PNLUB) et l’Institut Pasteur de Côte d’Ivoire pour étudier les sources et les réservoirs de M. ulcerans, notamment les algues, les mollusques et les rongeurs du genre Thryonomys, appelés communément aulacodes ou agoutis en Afrique de l’Ouest.

Buruli ulcer is a neglected tropical disease notified by 33 countries worldwide and is most prevalent in West Africa. Buruli ulcer presents as a dermis, epidermis and sometimes bone infection leading to deformities and permanent disabilities. It is caused by Mycobacterium ulcerans, a non-tuberculous mycobacterium which synthesizes a plasmid-encoded macrolide exotoxin termed mycolactone responsible for its pathogenicity. M. ulcerans is known to be associated to the aquatic ecosystem but its sources and reservoirs are not yet defined. Therefore, no prophylaxis is established in endemic areas. This thesis is part of "One Health" reflection to contribute to unmask the sources of contamination of M. ulcerans for populations living in Buruli ulcer endemic areas. My review has identified potential sources of M. ulcerans in the environment and highlighted the missing pieces for understanding the epidemiology of Buruli ulcer. In the experimental part of my thesis, I studied the potential interactions of M. ulcerans with other organisms in the watery soil. Accordingly, I studied the potential role of the amoeba Acanthamoeba griffini in the survival of M. ulcerans in the environment. Data obtained install M. ulcerans as susceptible to A. griffini microbicidal activities rendering this amoeba species an unlikely host of M. ulcerans. In a second experimental work, I used high-throughput phenotype microarray Biolog to profile carbon substrates metabolized by Mycobacterium marinum and five M. ulcerans strains. Literature survey indicated that the environmental sources of carbon substrates metabolized by M. ulcerans were bacteria, fungi, algae and mollusks. I therefore studied the interactions of M. ulcerans with fungi by testing the effect of semi purified and purified mycolactones on three species of fungi, namely, Mucor circinelloides, Scedosporium apiospermum and Fusarium equiseti. Unexpectedly, the semi-purified and purified mycolactones showed an attraction effect on Mucor circinelloides. This observation suggest that in natural ecosystems, M. ulcerans mycolactones may serve as chemoattractants for some fungi, suggesting a novel role for this unique class of mycobacterial toxins. The mode of transmission of M. ulcerans to humans remains unknown. Experimental models demonstrated that different types of lesions including mosquito bites on contaminated skin could cause Buruli ulcer. In this part of my experimental work, I showed for the first time that M. ulcerans DNA can significantly be detected on the healthy skin of asymptomatic persons, suggesting an asymptomatic carriage in populations exposed to environments contaminated by M. ulcerans. These data could help promote prophylaxis based on wearing protective clothing in contact with risky environments such as rice paddies. Complementing my study of M. ulcerans, I performed genomic analysis of six known species of mycobacteria, genomic and phenotypic description of four new species of mycobacteria; a clinical strain that we named Mycobacterium ahvazicum isolated in Iran from immunocompromised patients with respiratory infection, and three new species that I discovered and isolated inside the roots of tomato plants used for my experimental infection of plants with M. ulcerans. Finally, I participated in a retrospective study on the asymptomatic urinary carriage of Leptospira interrogans in stray dogs in Algeria, showing for the first time a prevalence of 4.8% (5/104) of this pathogen. In perspective to my thesis work, a field mission in Côte d’Ivoire is scheduled in May 2018 in collaboration with the Buruli Ulcer Program (PNLUB) and Institut Pasteur Côte d'Ivoire to study the sources and the reservoirs of M. ulcerans including mollusks, algae and rodents of the genus Thryonomys.