Découverte et pathologie de virus associés à la mouche soldat noire (Hermetia illucens)

Discovery and pathology of novel viruses associated with the unexplored model, Hermetia illucens (black soldier fly)

• Auteur / Autrice : Robert Daniel Pienaar
• Direction : Elisabeth Herniou, Salvador Herrero
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 24/09/2024
• Etablissement(s) : Tours en cotutelle avec Universitat de València (Espagne)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Antoine Touzé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Morena Casartelli, Vera Ros, Joel Cabrera González
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nolwenn Dheilly, Jonathan Filée

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions hôte-agent pathogène

Cellules immunocompétentes

Criblage pharmacologique

ADN viral

Pathogénicité

Phytovirus

Entomoculture

Métagénomique

Transcriptome

Virus

Hermetia illucens

Mots clés libres

Mouche soldat noire

Découverte de virus

Métatranscriptome

Métagénome

Entomoculture

Bioinformatique

Black soldier fly

Virus discovery

Metatranscriptome

Metagenome

Insect farming

Bioinformatics

Résumé

Cette thèse a investigué le virome des mouches soldats noires (BSF, Hermetia illucens), une espèce clé dans l'industrie de l'élevage massif d'insectes. Avant cette étude, les connaissances sur les virus infectant les BSF étaient limitées. Initialement, nous avons recherché des éléments viraux endogènes dans les génomes de BSF, découvrant neuf régions d'ADN d'origine virale liées à cinq familles de virus infectant les insectes : Partitiviridae, Parvoviridae, Rhabdoviridae, Lebotiviridae (anciennement Totiviridae) et Xinmoviridae. Nous avons ensuite examiné les ensembles de données métatranscriptomiques et métagénomiques de BSF, identifiant six virus exogènes appartenant à six familles : Discistroviridae, Iflaviridae, Inseviridae, Lebotiviridae, Rhabdoviridae et Solinviviridae. Cela a conduit au développement d'outils bioinformatiques et moléculaires pour le criblage à haut débit des virus, révélant une présence virale répandue dans les colonies de BSF à travers le monde, y compris dans les fermes industrielles et les laboratoires académiques. Certaines colonies étaient simultanément infectées par plusieurs virus. Pour évaluer la pathogénicité, nous avons isolé Hermetia illucens solinvivirus (HiSvV) et mené des bioessais. Nous avons constaté que les adultes BSF infectés par HiSvV mouraient beaucoup plus tôt que les non-infectés, confirmant la pathogénicité de HiSvV. Les expériences ont montré la transmission de HiSvV entre les BSF et l'infection par voies orale et sous-cutanée. De plus, nous avons étudié les réponses des gènes immunitaires chez les BSF lors de l'infection par HiSvV et dans les populations avec des co-infections naturelles de Hermetia illucens sigmavirus (HiSgV) et Hermetia illucens insevirus (HiInV). Cette thèse démontre que les BSF hébergent divers virus depuis longtemps. Ce travail fournit de nouveaux outils et des méthodes efficaces pour détecter les virus connus dans les colonies de BSF, soulignant la nécessité d'établir de nouvelles pratiques dans les installations d'élevage de BSF pour gérer et prévenir les infections virales.

This thesis investigated the virome of black soldier flies (BSF, Hermetia illucens), a key species in the insect mass-rearing industry. Prior to this study, there was limited knowledge about viruses infecting BSFs. Initially, we searched for endogenized viral elements in BSF genomes, discovering nine DNA regions of viral origin related to five insect-infecting virus families: Partitiviridae, Parvoviridae, Rhabdoviridae, Lebotiviridae (formerly Totiviridae), and Xinmoviridae. We then examined BSF metatranscriptomic and metagenomic datasets, identifying six exogenous viruses from six families: Discistroviridae, Iflaviridae, Inseviridae, Lebotiviridae, Rhabdoviridae, and Solinviviridae. This led to the development of bioinformatic and molecular tools for high-throughput virus screening, revealing widespread viral presence in BSF colonies globally, including industrial farms and academic labs. Some colonies were simultaneously infected with multiple viruses. To assess pathogenicity, we isolated Hermetia illucens solinvivirus (HiSvV) and conducted bioassays. We found that HiSvV-infected BSF adults died significantly sooner than non-infected ones, confirming HiSvV's pathogenicity. Experiments showed HiSvV transmission between BSFs and infection via oral and subcutaneous routes. Further, we studied immune gene responses in BSFs during HiSvV infection and in populations with natural co-infections of Hermetia illucens sigmavirus (HiSgV) and Hermetia illucens insevirus (HiInV). This thesis demonstrates that BSFs host diverse viruses and have done so for a long time. This work provides new tools and cost-effective methods for detecting known viruses in BSF colonies, highlighting the need for inclusive BSF welfare practices in rearing facilities to manage and prevent viral infections.