Interactions génomes - environnement dans le système vectoriel Anopheles gambiae / P. falciparum : rôle de la flore microbienne du moustique dans la modulation du développement de P. falciparum

Genomes - environment interactions in the Anopheles gambiae vector system / P. falciparum : the role of the mosquito bacterial flora in the modulation of P. falciparum development

• Auteur / Autrice : Majoline Tchioffo Tsapi
• Direction : Isabelle Morlais, Antoine Berry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 19/12/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; ....-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Henri Vial
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Morlais, Antoine Berry, Henri Vial, Eric Marois, Sarah Lesage-Bonnet, Benjamin Alexandre Nkoum, Damien Dubois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Marois, Sarah Lesage-Bonnet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microflore

Anophèles

Plasmodium falciparum

Paludisme

Mots clés libres

P. falciparum

A. gambiae

Flore microbiene

Interaction

Transmission

Paludisme

A. gambiae

P. falciparum

Flora

Interaction

Transmission

Malaria

Résumé

Le parasite Plasmodium falciparum, responsable des formes graves du paludisme chez l'homme, est transmis par Anopheles gambiae, son principal vecteur en Afrique sub-saharienne. Les nouvelles stratégies de lutte contre la maladie visent à limiter ou à interrompre le développement du parasite chez le moustique vecteur, et il est donc nécessaire d'améliorer notre compréhension des interactions entre le vecteur, son environnement et le parasite. L'objectif de ce projet de thèse a été de caractériser la flore microbienne du vecteur An. gambiae en conditions naturelles de transmission, d'étudier le rôle des principales espèces bactériennes colonisant l'estomac du moustique sur le développement de P. falciparum et de mesurer l'influence des bactéries sur la réponse immunitaire des moustiques femelles et leur capacité à transmettre le parasite. Pour mener à bien ce projet, nous avons collecté des populations de moustiques sauvages au Cameroun pour la caractérisation de la flore microbienne, nous avons ensuite exposé des moustiques de la colonie de laboratoire Ngousso à des cultures bactériennes puis infecté ces moustiques avec des isolats naturels de P. falciparum. Notre étude a montré que les souches bactériennes naturelles de l'intestin du moustique Serratia, Pseudomonas et Escherichia réduisaient la prévalence et l'intensité de l'infection et que le degré d'inhibition variait selon les taxons bactériens et les porteurs de gamétocytes. L'analyse des flores bactériennes des différents épithéliums de l'insecte par pyroséquençage a révélé des similarités entre la flore intestinale et celles retrouvées dans les ovaires et les glandes salivaires pour un même moustique. Les analyses d'expression suggèrent que la régulation de l'expression des gènes l'immunité par les bactéries intestinales pourrait participer à la modulation de la réponse antiplasmodiale. Les mécanismes impliqués dans les interactions bactéries-Plasmodium-vecteur sont complexes et multifactorielle et la modélisation de l'ensemble des interactions qui permettent à P. falciparum d'accomplir son cycle chez le moustique vecteur sera nécessaire pour envisager de nouvelles méthodes de lutte efficaces et durables.

Plasmodium falciparum, the parasite responsible for the severe form of malaria, is transmitted by Anopheles gambiae, its major vector in sub-Saharan Africa. Novel strategies for malaria control envision interrupting the sporogonic development in An. gambiae, then it is important to better understand vector*environment*parasite interactions that underlie parasite transmission. The aim of this project was to characterize the microbial flora of An. gambiae in natural conditions, to study the role of the main bacterial strains on sporogonic development using natural isolates of parasites and to measure the influence of bacterial exposure on the mosquito immunity and its successive ability to transmit P. falciparum. To carry out this project, we used wild mosquito populations from Cameroon to characterize the mosquito microbial flora, next we challenged female mosquitoes of the Ngousso colony to bacterial strains and then infected the mosquitoes with natural isolates of P. falciparum. Our study showed that Serratia, Pseudomonas and Escherichia isolated from the mosquito midgut reduced infection prevalence and intensity and that the effect of the bacterial exposure on parasite infection levels varied between bacterial strains and gametocyte carriers. The analysis of the 454 sequencing of the different mosquito epithelia revealed intriguing similarities between bacterial communities in the midgut, ovaries and salivary glands of a single mosquito. Expression analyses suggested that immune gene regulation by midgut bacteria could help the mosquitoes to mount an effective antiplasmodial response. Mechanisms involved bacteria-Plasmodium-vector interactions are complex and rely on multiple factors. Deeper investigations on these interactions that allow P. falciparum to complete its cycle in the mosquito vector will be necessary for modeling parasite transmission in the field and for developing new methods for effective malaria control.