Apports de la paléogénétique à l'étude des helminthes gastro-intestinaux anciens

Paleogenetics to study ancient gastrointestinal helminths

• Auteur / Autrice : Nathalie Côté
• Direction : Nicolas Capelli, Matthieu Le Bailly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de l'environnement
• Date : Soutenance le 16/12/2015
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire chrono-environnement (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Chrono-environnement
• Jury : Président / Présidente : Eva-Maria Geigl
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Capelli, Matthieu Le Bailly, Eva-Maria Geigl, Olivier Dutour, Michel Drancourt, Francis Raoul, Catherine Theves, Thierry Grange
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Dutour, Michel Drancourt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Helminthes

Paléogénétique

Mots clés libres

Paléogénétique

Paléoparasitologie

Helminthes gastro-intestinaux,

Génotypage

Séquençage de nouvelle génération

PCR multiplex

ADN

Oeufs

Palaeogenetics

Palaeoparasitology

Gastrointestinal helminths

Genotyping

Next-Generation Sequencing

Multiplex PCR

DNA

Eggs

Résumé

La paléoparasitologie est l’étude des restes de parasites préservés dans des échantillons archéologiques et permet de mieux comprendre l’état de santé des populations anciennes et d’obtenir des informations d’ordre anthropologique ou ethnologique, sur les régimes alimentaires ou les conditions d’hygiène au quotidien. Les restes de parasites peuvent être retrouvés sous forme de macro-restes (vers ou larves), d’antigènes, d’ADN ou d’œufs. Cesderniers peuvent être particulièrement bien préservés au cours du temps car ils sont composés en partie de chitine, les rendant résistants aux processus de dégradation. L’observation microscopique de leurs caractéristiques morphologiques et micrométriques permet d’identifier les taxons au niveau du genre ou de la famille. Dans le cadre de cette thèse, plusieurs helminthes gastro-intestinaux, dont les œufs sont fréquemment retrouvés dans des échantillons archéologiques, ont été ciblés par une approche génétique. Il s’agit des vers plats Tæniasaginata, T. solium, T. asiatica, Echinococcus granulosus, E. multilocularis, Diphyllobothriumlatum, D. dendriticum et D. nihonkaiense, des nématodes Trichuris trichiura, Enterobiusvermicularis et Ascaris sp. et des douves Fasciola hepatica, F. gigantica, Dicrocoeliumdendriticum et D. chinensis.La méthode « aMPlex Torrent » permet de détecter, dans un grand nombre d’échantillons archéologiques, une faible quantité d’ADN de parasites. Cette approche combine la spécificité et la sensibilité de la PCR au haut-débit du séquençage de nouvelle génération. Plusieurs vestiges, provenant de périodes et de régions géographiques diverses, ont été analysés. Des résultats génétiques ont été obtenus pour des échantillons aussi anciens que 7200 BP. Nous avons par ailleurs obtenus les premières séquences anciennes de Taenia sp., Diphyllobothriumsp., Echinococcus sp., et les premières séquences européennes d’Enterobius vermicularis. Auvu de ces résultats, notre approche apparait comme étant complémentaire à la microscopie.

Palaeoparasitogy, the study of parasite remains from archaeological samples, is adiscipline that can highlight questions about the health status of the ancient populations. It can give important anthropological or ethnological information such as the diet and the hygiene conditions of past societies. The remains can be preserved as macroremains (worms or larvae),antigens, DNA or eggs. Because they are partially made of chitin, eggs of gastrointestinalhelminths resist well over time to the taphonomic degradation process. It is possible to distinguish between different families or genera of parasites by looking at the morphological features of eggs. However, since several taxa share common features, the determination is rarelypossible at the species level. For this thesis, several parasite species for which eggs arecommonly observed in archeological samples have been studied by a genetic approach. Westudied the tapeworms Tænia saginata, T. solium, T. asiatica, Echinococcus granulosus, E.multilocularis, Diphyllobothrium latum, D. dendriticum, and D. nihonkaiense; the nematodesTrichuris trichiura, Enterobius vermicularis, and Ascaris sp.; and the flukes Fasciola hepatica,F. gigantica, Dicrocoelium dendriticum, and D. chinensis.The “aMPlex Torrent” approach has been set up to detect minute amounts of DNA from parasites in multiple archaeological samples. This approach combines the specificity andsensitivity of PCR to the throughput of Next-Generation sequencing. Several samples have been analyzed by this approach. We obtained genetic results for samples as old as 7200 BP and from various geographical and archeological contexts. We obtained the first ancient DNA sequences for Taenia sp., Diphyllobothrium sp., Echinococcus sp. and the first European sequences forEnterobius vermicularis. Genetic analyses and microscopic observations appear to be complementary. Indeed, at least one taxon per sample was detected by one of the two approaches.