Caractérisation génétique et phénotypique de cryptosporidium : de la souris à l’homme

Genetic and phenotypic characterization of cryptosporidium : from mice to humans

• Auteur / Autrice : Marwan Osman
• Direction : Gabriela Certad, Fouad Dabboussi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Parasitologie
• Date : Soutenance le 30/09/2015
• Etablissement(s) : Lille 2 en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Center for Infection and Immunity of Lille - Centre d'infection et d'immunité
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fouad Dabboussi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zoonoses

Cryptosporidium

Dissertations universitaires

épidémiologie

Cryptosporidiose

Zoonoses

Cryptosporidium

Épidémiologie

Cryptosporidiose

Mots clés libres

Parasites intestinaux

Zoonose

Cryptosporidiose

Epidémiologie

Intestinal parasites

Zoonosis

Cryptosporidiosis

Epidemiolofy

Résumé

Les parasites du genre Cryptosporidium comprennent des espèces infectant le tractus gastro-intestinal ou respiratoire d’un grand nombre de vertébrés y compris l'homme. Ces protistes intracellulaires sont les agents d’une zoonose cosmopolite à transmission oro-fécale, la cryptosporidiose. Au vu des travaux de notre laboratoire, nous savons à présent que Cryptosporidium parvum est également capable d’induire des néoplasies digestives chez un modèle murin SCID (Severe Combined Immunodeficiency mice), traitées ou pas par la dexaméthasone. Alors que C. muris, une autre espèce de Cryptosporidium, induit une infection chronique non associée à des transformations néoplasiques.Pour toutes ces raisons, il nous est apparu intéressant d’effectuer un travail de thèse articulé autour de trois axes principaux, l’épidémiologie, la transmission et la pathogénicité du parasite Cryptosporidium. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à l’épidémiologie moléculaire et la biodiversité génétique de Cryptosporidium dans des populations humaines de la région du Nord-Liban. Ceci nous a permis de mettre en évidence une prévalence de 5% de Cryptosporidium chez la population générale avec une prédominance de C. hominis. Ce qui constituait les premières données épidémiologiques de la cryptosporidiose au Liban. Ensuite d’autres études nous ont permis de montrer que cette prévalence pouvait atteindre même 10% chez les patients symptomatiques et les enfants.Dans un second temps, nous avons voulu étudier le mode de transmission du parasite et les facteurs de risque pouvant y être associés. Pour ce faire, une recherche du parasite a été réalisée aussi bien au Liban qu’en France chez des animaux d’élevage, sauvages, de compagnie et en captivité. Une première étude a été réalisée chez des patients et des bovins du Nord-Liban. L’ensemble des données rapportées nous permettent de suggérer un mode de transmission de la cryptosporidiose majoritairement anthroponotique au Liban, mais les résultats du génotypage ne permettent pas d’exclure la présence d’une transmission zoonotique. D’autres études réalisées en France, notamment sur des échantillons de selles collectées auprès des zoos de la Palmyre (à Royan) et de Lille ont montré un taux de prévalence de Cryptosporidium spp inférieur à 1%. Ces animaux ne semblent donc pas être un réservoir potentiel de cette infection. Alors que chez les poissons sauvages, nous avons pu identifier la présence entre autre de l’espèce zoonotique C. parvum dans l’estomac et l’intestin des poissons. Ceci nous permet de considérer les poissons comme étant une source de contamination potentiel pour l’homme, l’animal mais également pour l’environnement.Enfin le troisième axe avait pour but d’étudier la pathogénicité de ce parasite. Pour commencer nous avons voulu explorer les mécanismes de la cancérogénèse induite par la souche IOWA de C. parvum au niveau de la région iléocæcale des souris SCID traitées par la dexaméthasone (SCID-D). Pour ce faire nous nous sommes intéressés à quatre marqueurs de voies de signalisation cellulaires impliquées dans la survenue de cancers colorectaux (APC, Bêta-caténine, P53 et K‐ras). Nous avons ainsi pu montrer que la voie Wnt était impliquée dans ce processus. Ensuite nous avons voulu étudier l’association entre la pathologie cancéreuse et le parasitisme par Cryptosporidium chez l’homme. Une recherche du parasite a donc été réalisée dans des biopsies d’origines coliques et gastriques inclues en paraffine appartenant à des patients atteints ou non de cancers digestifs. Une différence significative a été rapportée entre la prévalence de la cryptosporidiose retrouvée chez la population de patients présentant des lésions cancéreuses (17%) et celle du groupe control constitué de patients non cancéreux mais présentant des symptômes (7%) p-value = 0.03. L’ensemble de ces données obtenues chez l’animal et chez l’homme montre que ce parasite a un impact important en santé humaine et animale.

Parasites of the genus Cryptosporidium comprise species infecting the gastrointestinal or respiratory tract of a wide variety of vertebrates including humans. These intracellular protists are the agents of a cosmopolitan zoonosis, with féco-oral transmission, cryptosporidiosis. Recent work from our laboratory, showed that the zoonotic species Cryptosporidium parvum is capable to induce digestive neoplasia in a SCID Severe Combined Immunodeficiency Mice (SCID) model, treated or not with dexamethasone. However C. muris, another species of Cryptosporidium, induces chronic infection in this rodent model but is not associated with neoplastic transformation.For all these reasons, it seemed interesting to carry out a thesis project articulated around three different axes: epidemiology, transmission and pathogenesis of the Cryptosporidium infection. We focused initially on the molecular epidemiology and genetic biodiversity of this parasite among human populations in North Lebanon. We found a Cryptosporidium prevalence of 5% among the general population, being C. hominis the predominant species. This prevalence could reach until 10% in symptomatic patients and children. This is the first epidemiological data about cryptosporidiosis in this country.Secondly, we studied the transmission routes and the main risk factors associated with the transmission of this parasite. To do this, a first study was conducted in parallel among animal populations in North Lebanon and France. The reported data suggest a predominance of an anthroponotic route of transmission for cryptosporidiosis in Lebanon, but the results of genotyping does not exclude the presence of zoonotic transmission. Other studies conducted in France, especially based on collection of stool samples in the zoos of Palmyre (Royan) and Lille showed that Cryptosporidium spp were present in less than 1% of captivity animals. The low prevalence strongly demonstrates that these animals play a negligible role as potential reservoirs of infection. While in wild fish, we could identify the presence of C. parvum, a zoonotic species, in the stomach and the gut of fish. These data suggest that the fish could be a natural host of C. parvum and a potential source of contamination for humans, animals but also for the environment.Finally, the third topic aimed to study the pathogenicity of this parasite. Firstly, we explored metabolic pathways potentially involved in the development of C. parvum-induced ileo-caecal oncogenesis in the SCID model treated with dexamethasone (SCID-D). We searched for alterations in genes or proteins commonly involved in cell cycle, differentiation or cell migration, such as β-catenin, Apc, E-cadherin, Kras and p53. We were able to show that the Wnt pathway was involved in this process. Finally, we wanted to study the association between digestive cancer and parasitism with Cryptosporidium in humans. Cryptosporidium molecular detection was therefore carried out in colonic and gastric biopsies belonging to patients with and without digestive cancers of recent diagnosis collected in North Lebanon. A statistically significant difference was observed between the prevalence of cryptosporidiosis found among the population of patients with digestive cancer (17%) and that of the control group consisting of non-cancer patients but with digestive symptoms (7%) (p-value = 0.03). All these data obtained in animals and humans strengthens the importance of this parasite in public health.