Thèse soutenue

Développement d'outils de typage moléculaire de haute résolution pour la détection et la différenciation de Bacillus anthracis
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Auteur / Autrice : Guillaume Girault
Direction : Sylviane Derzelle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences du vivant
Date : Soutenance le 21/01/2015
Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (2000-2015 ; Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de santé animale (Maisons-Alfort, Val de Marne) - AgroParisTech (France ; 2007-....)
Jury : Président / Présidente : Nadia Haddad
Examinateurs / Examinatrices : Nadia Haddad, Pierre Goossens, Christophe Nguyen-The, Nalini Rama Rao, Marc Artois, Joachim Frey, Emmanuelle Guillot-Combe
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Goossens, Christophe Nguyen-The

Résumé

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Bacillus anthracis est une bactérie pathogène de répartition mondiale qui est responsable d’une zoonose, le charbon bactéridien. Appartenant au genre Bacillus, elle possède la capacité de sporuler : cette particularité lui permet de rester en dormance dans les sols et de résister à de nombreux stress (UV, chaleur…). Infectant principalement les mammifères, cette bactérie est responsable de foyers animaux et humains recensés annuellement à travers le monde. Certaines régions sont endémiques, d’autres, comme la France, ne connaissent que quelques cas sporadiques par an. Malgré l’incidence décroissante de la maladie à travers le monde, B. anthracis reste néanmoins d’un intérêt majeur pour de nombreux pays étant donné son usage potentiel en tant qu’arme biologique. L’étude de cette bactérie a une finalité duale, d’une part pour la mortalité qu’elle cause au sein des cheptels bovins et de la faune sauvage, et d’autre part, pour son potentiel en tant qu’arme de destruction massive. Cette espèce bactérienne est considérée comme très clonale : toutes les souches sont extrêmement proches d’un point de vue génétique. Afin de pouvoir identifier précisément les souches et remonter à la source d’infection, diverses méthodes de diagnostic et de typage moléculaire sont disponibles. Cependant, toutes ne possèdent pas le pouvoir de résolution souhaité, la robustesse ou la simplicité d’utilisation. Mon travail a consisté à étudier la diversité des souches de B. anthracis disponibles en Europe. Pour cela, un séquençage du génome complet a été réalisé sur un panel d’environ 250 souches (France, Europe) afin de disposer d’une très grande diversité. Une analyse bioinformatique comparative a permis de reconstruire les génomes des isolats européens et l’identification de polymorphismes de séquence spécifiques à ces souches (ici, les Single Nucleotide Polymorphims = SNP). Ces marqueurs ont conduit à établir avec précision la phylogénie de 292 souches de B. anthracis au niveau mondial. Plusieurs hypothèses concernant les origines et l’évolution de ce pathogène ont été proposées. Une proposition d’une nouvelle sous-lignée a également été faite. Enfin, un panel de soixante nouveaux marqueurs de type SNP a été identifié et validé pour génotyper les groupes et lignées phylogénétiquement apparentés présents en Europe. Deux méthodes de biologie moléculaire basées sur l’amplification PCR de ces marqueurs SNP ont été mises au point. La première permet une analyse rapide à faible coût (PCR HRM) alors que la seconde permet un multiplexage des tests (Luminex). Mon travail a permis un accroissement significatif de la connaissance de ce pathogène qu’est B. anthracis. Les outils de typage mis en place permettront à la France de disposer d’un outil de diagnostic performant, assurant la traçabilité et l’identification rapide des souches impliquées lors de foyers de fièvre charbonneuse ou lors de cas importés.