Interaction between chikungunya and dengue viruses during co-infection in Aedes mosquito cells and in Aedes aegypti mosquito

par Margot Enguehard

Thèse de doctorat en Virologie

Sous la direction de Dimitri Lavillette et de Catherine Legras.

Soutenue le 11-09-2017

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Écologie Microbienne Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Dominique Pontier.

Les rapporteurs étaient Jin Zhong, Marco Vignuzzi, Pierre Roques.

  • Titre traduit

    Interférence entre les virus Chikungunya et Dengue pour l'utilisation de voies cellulaires communes chez les insectes vecteurs lors de co-infection


  • Résumé

    Au cours des dernières années, de nombreuses épidémies ont emergé ou ré émergé, et sont causées par des arbovirus (arthropod-borne viruses), des virus transmis à des vertébrés par des insectes piqueurs vecteurs. Avec l'augmentation de la densité humaine dans certaines zones géographiques et le réchauffement climatique qui contribuent à l'expansion géographique des vecteurs, les maladies induites par ces virus (arboviroses) ont un impact de plus en plus important sur la santé humaine et l'économie mondiale. Il est donc déterminant d'augmenter nos connaissances sur les systèmes mis en jeux pour garantir la sécurité sanitaire des populations exposées. Les enjeux actuels reposent aussi bien sur la compréhension des virus que sur la compréhension de l'alternance d'hôtes, directement responsables de l'émergence et la dissémination des agents infectieux. Les moustiques sont des vecteurs majeurs des arbovirus comme la dengue (genre Flavivirus) et le Chikungunya (genre Alphavirus). Transmis par les mêmes moustiques Aedes aegypti et Aedes albopictus, le virus de la Dengue (DENV) est responsable de la plus importante arbovirose en zone tropicale, et le virus Chikungunya (CHIKV) est responsable dans le monde entier de centaines de milliers de cas d'infection, et les épidémies récentes ont touché les pays européens. Ainsi, il a été observé que le moustique Ae. albopictus pouvait porter simultanément CHIKV et DENV, et des cas de co-infections humaines ont été observés en Afrique. Toutefois, bien qu'en théorie les deux virus soient capables d'infecter les mêmes cellules chez l'insecte ou l'homme, il n'y a aucune étude détaillée sur les interactions au niveau cellulaire entre CHIKV et DENV lors de la co-infection d'une cellule. C'est pourquoi il est indispensable d'accroitre nos connaissances sur l'interférence éventuelle entre les virus Chikungunya et Dengue pour l'utilisation de voies cellulaires communes chez les insectes vecteurs et l'hôte humain lors de co-infection


  • Résumé

    Emergence and geographical extension of dengue (DENV), Zika (ZIKV) and chikungunya (CHIKV) viruses increase simultaneous outbreak in an increasing number of countries. To date, no vaccine or cure have yet been developed against these diseases those cause a tremendous impact on human health and in the economy worldwide. During recent simultaneous outbreaks, up to 12% of patients have been diagnosed to be co-infected by CHIKV and DENV. In addition, it was shown that the mosquitoes Aedes albopictus could carry and transmit simultaneously CHIKV and DENV. However, the pathology, as well as the epidemiology of a pathogen, relies on the interactions between several infectious agents present within an organism or a community in the environment. It is crucial to consider to which extent a host infected by a first microorganism is modified and whether its reaction to the infection by a second microorganism is consequently altered. However, there is no extensive report of Alphavirus-Flavivirus or Flavivirus- Flavivirus interactions. Our global objective is to characterize these co-infections in both mosquitoes and humans, at the cell and molecular level. To this aim, we started this project by performing sequential co- infection in different cell lines from Aedes albopictus and Aedes aegypti. We found that the permissiveness and production of DENV is enhanced in presence of CHIKV. On the contrary, there is no effect of DENV pre-infection on subsequent CHIKV co-infection. We generalized the synergistic phenomena and we showed that CHIKV pre-infection also increased the infection by DENV-1, DENV-3 and DENV-4, but also by two others re-emerging Flaviviruses, the Yellow Fever Virus (YFV), and the Zika Virus (ZIKV). Remarkably, we succeeded to establish a mosquito model of co-infection of Aedes aegypti mosquito after by different two feedings at 4 days interval. Using this sequential co-infection, we were able to show that a pre-infection of Aedes aegypti by CHIKV increase the level of DENV-2 RNA in salivary glands compare to mono-infected mosquitos. This phenotype is reminiscent of the phenotype we observed in vitro during successive infections. Altogether, our study paves the way to the characterization of molecular interaction between Flaviviruses and Alphaviruses in mosquito in vitro and in vivo. This study can be crucial for a better understanding of disease and epidemiology during simultaneous outbreaks


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