Soutenance de thèse de HANDI DAHMANA

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Maladies transmises par les moustiques,Lutte antivectorielle,Lutte antivectorielle. Résistance aux insecticides,Contrôle biologique,Bacteria,Maladies à transmission vectorielle
Keywords
Mosquito-borne disease,vector control,insecticide resistance,biological control,Bacteria,Vector-borne diseases.
Titre de thèse
La recherche de molécules insecticides d'origine bactérienne et la prévention des maladies infectieuses vectorielles.
The research for bacterial insecticide molecules and the prevention of vector-borne diseases.
Date
Jeudi 2 Juillet 2020 à 9:30
Adresse
IHU méditerranée Infection: 19-21 boulevard jean moulin 13005 Marseille
Salle 8
Jury
Directeur de these M. Oleg MEDIANNIKOV Unité de Recherche MEФI (Microbes, Evolution, Phylogeny and Infection) IHU (Institut hospitalo-universitaire Méditerranée infection)
Rapporteur M. Arezki IZRI Chef de service, Parasitologie-Mycologie AP-HP, HUPSSD, Hôpital Avicenne, Université Paris 13
Rapporteur Mme Marie KEMPF Responsable Département des Agents Infectieux Chef de Pôle adjoint – Pôle de Biologie-Pathologie Institut de Biologie en Santé CHU Angers
Examinateur Mme Florence FENOLLAR Institut Hospitalo-Universitaire - Méditerranée Infection

Résumé de la thèse

À la recherche de nouvelles molécules insecticides, et parce que notre laboratoire (IHU Méditerranée Infection, Marseille) est considéré parmi les leaders européens en microbiologie, nous avons voulu explorer cette piste pour essayer d’identifier de nouvelles molécules insecticides d’origine bactérienne et essayer de les caractériser dans l’optique de les proposer comme alternatives pour le contrôle des maladies infectieuses transmises par les moustiques. A l’issue de notre recherche bibliographique, nous avons valorisé ces informations très importantes dans une revue bibliographique intitulé « Mosquito-borne disease emergence/resurgence and how to effectively control it biologically », nous permettant de proposés des solutions pour le contrôle biologique des maladies transmises par les moustiques. Pour la première partie, on a exploré trois sources potentielles de bactéries qui peuvent produire des molécules entomopathogènes. La première source est un gîte larvaire où il y avait une mortalité naturelle des larves de moustiques. On a isolé des souches bactériennes qu’on a testées sur les larves d’Aedes albopictus. Onze souches sur les 14 testés ont produits des métabolites entomopathogènes. Cela a confirmé notre hypothèse comme quoi la mortalité naturelle des larves est peut-être due aux bactéries. Dans la deuxième source, on a également isolé des souches bactériennes des genres Bacillus et Streptomyces à partir de sol au Sénégal et on les a testées en suivant un protocole qu’on a élaboré. Parmi les 11 souches testées, 4 ont donné un effet insecticide. Dans la troisième source, nous avons testé 13 souches bactériennes identifiées et isolées à partir d’échantillons cliniques de notre laboratoire et stockées dans la collection des souches bactériennes CSUR (IHU Méditerranée Infection, Marseille). Parmi elles, 69,23% ont sécrété des métabolites secondaires létaux pour les larves de moustiques. C’était, pour la plupart, la première fois qu’elles ont été étudiées pour leur potentiel d’activité insecticide. Nous avons identifié des souches bactériennes sécrétant des métabolites qui présentent une activité insecticide plus élevée par rapport à un produit commercial (Bacillus thuringiensis sérotype israelensis (Bti). D’autres études approfondies sont nécessaires pour la caractérisation des composés actifs. Dans la deuxième partie de notre travail, nous nous sommes focalisés sur la caractérisation préliminaire d’une molécule active sécrétée par la souche bactérienne Serratia marcescens P400. La caractérisation par séparation HPLC, suivi par spectrométrie de masse, a donné une formule brute qui correspond à une amine. Une seule des trois amines commandées était soluble dans l’eau et une fois testé, elle a présenté une efficacité remarquable comparé à l’ivermectine. Dans la troisième partie de la thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude et la validation d’une solution efficace pour la prévention des maladies vectorielles canines, plus particulièrement, la dirofilariose transmise par les moustiques et la leishmaniose transmise par les phlébotomes. Pour cela, on a mis en œuvre sur le terrain, une stratégie prophylactique multimodale mensuelle basée sur l’utilisation d’un produit Vectra® 3D (Ceva Santé Animale, Libourne, France) associé au Milbactor® (Ceva Santé Animale, Libourne, France) contre les maladies transmises par les phlébotomes et moustiques en Corse. A l’issue de cette étude, on a confirmé son efficacité sur le terrain pour protéger les chiens, notamment, dans les régions à haut risque. Enfin, pour la quatrième partie, nous avons voulu dépister, identifier et caractériser certains pathogènes vectoriels émergents et potentiellement zoonotiques dans l’optique de mettre en garde la communauté scientifique sur leur présence, leur importance et les risques qu’ils peuvent poser en santé animale et humaine.

Thesis resume

With the aim of finding new insecticide molecules, and as our laboratory (IHU-Mediterranean infection, Marseille) is considered among the European leaders in microbiology, we wanted to explore this powerful tool to try to identify new insecticide molecules of bacterial origin and try to characterize them in order to propose them as alternatives in the biological control of infectious diseases transmitted by mosquitoes. At the end of this bibliographical research, we synthetized all the important information we found in a bibliographical review entitled "Mosquito-borne disease emergence/resurgence and how to effectively control it biologically", which allowed us to propose numerous solutions for the biological control of mosquito-borne diseases. Moreover, we decided to work on the aquatic stages of mosquitoes because of their advantage over the control of the adult stages, which appear to be more complicated. It was also decided not to focus on the direct effect of live bacteria on mosquito larvae, but on the large reserve of secondary metabolites that bacteria can produce, including insecticide molecules. In the first part of our work, we tested 13 bacterial strains identified and isolated from clinical samples in our laboratory and stored in our collection CSUR (IHU-Mediterranean infection, Marseille). 69.23% of the strains tested secreted secondary entomopathogenic metabolites for mosquito larvae. For most of the strains tested, this was the first time that they were studied for their potential insecticide activity. The preliminary characterization of the active molecule provides a crude formula that corresponds to an amine. Three amines were ordered and only one of them was soluble in water. Tested on larva, it exhibited a remarkable efficiency compared to ivermectin. In the second part, two potential sources of bacteria that can produce entomopathogenic molecules were investigated. The first is a larva breeding site presenting a natural mortality of mosquito larvae. Bacterial strains tested on Aedes albopictus larvae were isolated and 11 of the 14 strains tested produced entomopathogenic metabolites. This confirmed our hypothesis according to which the natural mortality of larvae may be due to the bacteria contained in the larva breeding site. In the second source of bacteria investigated, bacterial strains of the Bacillus and Streptomyces genus were also isolated from the sand-soil of Senegal and tested using the protocol that we developed. Of the 11 strains that we tested against Aedes albopictus larva, 4 exhibited an insecticidal activity. We have identified bacterial strains that secrete metabolites with greater insecticidal activity than a commercial product, and further studies are required to characterize the active compounds. As for the third part, we looked at the study and validation of an immediate effective solution for the prevention of canine vector diseases. To this end, a monthly multimodal prophylactic strategy based on the use of a Vectra®3D product associated with Milbactor® against diseases transmitted by sandflies, mosquitoes and other vectors in Corsica has been implemented in the field. Treatment based on this combination has already proven its effectiveness in experimental models. Our study confirmed its effectiveness in the field to protect dogs, especially in high-risk areas. The different studies we conducted open up new horizons for the search for new biological insecticide molecules in order to replace chemicals. This can provide key solutions to prevent epidemics, reduce the danger to at-risk populations and mitigate pre-existing resistance. Finally, regarding the fourth part, we wanted to screen, identify and characterize emerging and potentially zoonotic vector pathogens in order to warn the scientific community and public health authorities about their presence, their importance and the risks they can pose in animal and human health.