Etude des co-infections chez les tiques et les mammifères

Co-infections in ticks and mammals

• Auteur / Autrice : Stefania Porcelli
• Direction : Sara Moutailler, Pierre Deshuillers, Anne-Claire Le Corre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 22/10/2024
• Etablissement(s) : Maisons-Alfort, École nationale vétérinaire d'Alfort
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie moléculaire et immunologie parasitaires - BIPAR

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entomologie médicale

Virologie

Thèses et écrits académiques

Tiques -- Vecteurs de maladies

Mots clés libres

Entomologie médicale

Co-Infections

Tiques

Microbiologie

Virologie

Medical entomology

Co-Infections

Ticks

Microbiology

Virology

Résumé

Les tiques et les maladies transmises par les tiques (MTT) sont de plus en plus reconnues comme un problème de santé publique crucial. En Europe, les principales maladies à tiques sont la borréliose de Lyme, l'anaplasmose granulocytaire et l'encéphalite à tiques, principalement transmises par la tique Ixodes ricinus, largement répandue. Ce vecteur a une large aire de répartition géographique et se nourrit d'une variété d'hôtes vertébrés, acquérant et transmettant potentiellement de multiples agents pathogènes à chaque repas sanguin. Dans notre laboratoire et dans diverses études, les phénomènes de co-infection, où plusieurs espèces ou génotypes d'agents pathogènes coexistent chez le même hôte, se sont avérés fréquents chez les tiques. Des études sérologiques indiquent que les patients atteints de la maladie de Lyme chronique présentent souvent une (23,5 %) ou plusieurs (30 %) co-infections avec d'autres bactéries ou parasites, ce qui souligne l'importance de comprendre les conséquences de ces interactions entre les agents pathogènes au cours des infections. La recherche utilisant des modèles de souris (principalement la souche C3H/HeN) a largement documenté la pathogenèse des infections uniques par la bactérie responsable de la maladie de Lyme ou le virus responsable de l’encéphalite à tique. Rares sont les études documentant les effets des co-infections alors qu’elle peuvent être responsable de modification de la réponse immunitaire et affecter la sévérité de la maladie, comme montré par les modèles de co-infection B. burgdorferi s.s. et A. phagocytophilum. Actuellement il n’y a pas d’étude se focalisant sur les co-infections bactéries-virus.Ainsi, notre projet a visé dans un premier temps à établir des modèles de co-infection chez les mammifères (souris) et les tiques (I. ricinus) avec deux bactéries (Borrelia afzelii et Anaplasma phagocytophilum) et un virus (Tick-Borne Encephalitis Virus (TBEV)). Dans ce but, les souris ont été infectées par voie intrapéritonéale ou sous-cutanée avec les agents infectieux, et les tiques à l'aide de différentes techniques artificielles (système d'alimentation par membrane, alimentation par capillarité et micro-injection) avec ces mêmes agents pathogènes. Le second objectif est d'étudier comment ces co-infections affectent la réplication, la pathogénicité et la transmission de ces agents pathogènes chez les vertébrés par rapport aux modèles d'infection unique. Nous avons examiné les symptômes, la mortalité, les organes cibles et la quantité d’agent pathogène, puis nous avons déterminé si les agents pathogènes avaient des effets synergiques ou antagonistes. Enfin nous avons étudié la transmission des agents pathogènes des souris co-infectées aux tiques non infectées et des tiques co-infectées aux souris non infectées.

Ticks and tick-borne diseases (TBDs) are increasingly recognized as a critical One Health issue. In Europe, prominent TBDs include Lyme borreliosis, granulocytic anaplasmosis and tick-borne encephalitis (TBE), primarily transmitted by the widespread Ixodes ricinus tick. This vector has a wide geographical range and feeds on a variety of vertebrate hosts, potentially acquiring and transmitting multiple pathogens with each blood meal. In our laboratory and in various studies, co-infection, where multiple pathogen species or genotypes coexist in the same host, has been shown to be common in ticks. Serological studies indicate that patients with chronic Lyme disease often have one (23.5%) or more (30%) co-infections with other bacteria or parasites, highlighting the importance of understanding the consequences of interactions between pathogens during infections. Mouse models (mostly the C3H/HeN mouse strain) have been used to document the pathogenesis of single infections with Lyme disease or TBEV, but only few studies have focused on the effects of co-infections. Such interactions can alter the immune response and disease severity as showed in co-infection with B. burgdorferi s.s. and A. phagocytophilum. Additionally, there is currently a lack of information regarding bacteria-virus co-infections.Therefore, in our project, first, we aimed to establish co-infection models in mammals (mice) and ticks (I. ricinus) with two bacteria (Borrelia afzelii and Anaplasma phagocytophilum) and one virus (Tick-Borne Encephalitis Virus (TBEV)). For this purpose, mice were co-infected intraperitoneally or subcutaneously with the infectious agents, and the ticks were co-infected using different artificial techniques (membrane feeding system, capillary feeding and microinjection). The second aim was to investigate how these co-infections affect the replication, pathogenicity and transmission of these pathogens in vertebrate hosts compared to single infection models. We examined symptoms, mortality, target organs and pathogen levels, determined whether the pathogens have synergistic or antagonistic effects, and studied pathogen transmission from co-infected mice to uninfected ticks and from co-infected ticks to uninfected mice.