Soutenance de thèse de Fatou Kiné FALL

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
moustiques,MALDI-Tof MS,microorganismes,,
Keywords
mosquitoes,MALDI-Tof MS,microorganisms,,
Titre de thèse
Identification des moustiques de la Polynésie française et du Sénégal par MALDI-Tof MS et détection de microorganismes associées
Identification of mosquitoes in French Polynesia and Senegal by MALDI-Tof MS and detection of associated microorganisms
Date
Jeudi 24 Novembre 2022
Adresse
19-21 Boulevard Jean Moulin
Salle 1
Jury
Directeur de these M. Philippe PAROLA Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection
Rapporteur M. Ibrahima DIA Institut Pasteur de Dakar
Rapporteur Mme Christelle POMARES Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Laboratoire de Parasitologie-Mycologie, Université de Nice-Sophia Antipolis, Inserm U 1065 Hôpital de l'ARCHET
Examinateur M. EL Hadji Amadou NIANG Laboratoire d'Ecologie Vectorielle, Parasitaire - Université Cheikh Anta DIOP de Dakar
Examinateur Mme Florence FENOLLAR Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection
Examinateur M. Doudou SOW Université Gaston Berger de Saint-Louis

Résumé de la thèse

Les moustiques sont des arthropodes hématophages pouvant être impliqués dans la transmission de microorganismes pathogènes à l’homme ou à l’animal, et être responsables de diverses maladies à transmission vectorielle. Ceci représente un fardeau pour la santé publique humaine et animale. Une connaissance et une compréhension du comportement des vecteurs sont des étapes cruciales dans la lutte contre les maladies vectorielles. Elle nécessite donc une identification précise et correcte des espèces de moustiques et de l’origine de leur repas de sang. Cette thèse est divisée en 3 parties : La 1ére partie est axée sur l’utilisation d’outils innovants pour l’identification de moustiques frais capturés en Polynésie Française. L’utilisation de la spectrométrie de masse à temps de vol avec désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI-TOF MS) a permis d’identifier correctement Aedes aegypti, Aedes polynesiensis et Culex quinquefasciatus. Nous avons démontré pour la première fois que le MALDI-TOF MS était capable de différencier des moustiques mâles des femelles d’une même espèce et d’identifier les colonies de moustiques de la même espèce et distincts géographiquement. Nous avons également participé à l’enrichissement de la base de données MALDI TOF arthropode de l’unité de recherche, grâce à l’ajout de Ae. polynesiensis une espèce qui n’y était pas. La 2éme partie de ce travail est axée sur la capacité du MALDI-TOF MS à identifier des moustiques capturés au Sénégal et conservés dans du Silicagel mais aussi à déterminer l’origine du repas chez ces moustiques. Les moustiques capturés ont été stockés dans du Silicagel pendant une longue durée. Au cours de ce travail, le MALDI-TOF MS a identifié plusieurs espèces de moustiques déjà signalés au Sénégal. Nous avons pu identifier avec précision et certitude 11 espèces et 1 genre de moustiques dont An. gambiae, An. coluzzii, An. arabiensis, An. funestus, Mansonia uniformis, Lutzia tigripes, Aedes aegypti, Culex quinquefasciatus, Culex perfescus, Culex duttoni, Culex tritaeniorhynchus et Culex sp. Nous avons confirmé que le MALDI-TOF MS était capable de distinguer les espèces du complexe Gambiae difficiles à différencier morphologiquement. Les résultats sur la détermination de l’origine du repas de sang ont révélé que la majorité des moustiques était gorgés sur des humains, confirmant le caractère hautement anthropophile de ces moustiques. Enfin, nous avons rédigé une revue qui permettra de mettre à jour la littérature actuelle sur la faune Culicidienne au Sénégal, leur comportement, les potentiels vecteurs et les pathogènes transmis. Dans cette revue, nous avons également décrit les avancées dans la lutte contre les moustiques vecteurs au Sénégal et l’application d’outil innovant dans l’identification de ces moustiques. Nous comptons actuellement au Sénégal la présence de 143 espèces de moustiques dont 26 Anophelinae et 117 Culicinae. La 3éme partie est consacrée à la détection de Bartonella spp chez des rongeurs au Bénin. Nous avons testé par PCR et séquençage 321 ADNs de rongeurs qui étaient positifs à Bartonella spp par métagénomique 16S. Nous avons pu identifier plusieurs espèces de Bartonella spp dont Bartonella elizabethae, Bartonella tribocorum, Bartonella mastomydis Bartonella rochalimae, Bartonella kosoyi, Bartonella phoceensis, Bartonella acomydis, Bartonella florencae, Bartonella queenslandensis and Bartonella japonica. Ce travail est la première à rapporter la présence de B. kosoyi, B. japonica and B. florencae en Afrique mais aussi la présence de probables nouvelles espèces au Bénin. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de confirmer la précision, la fiabilité et la robustesse de l’outil MALDI-TOF MS dans l’identification des moustiques et de l’origine de leur repas de sang. Ce qui confirme aussi son intérêt en entomologie médicale. La biologie moléculaire est un outil fiable dans l’dentification des espèces de Bartonella spp associées aux rongeurs.

Thesis resume

The mosquitoes are hematophagous arthropods that can be involved in the transmission of pathogenic microorganisms to humans or animals, being responsible for various vector-borne diseases. Thus represents a burden for human and animal public health. Understanding and knowledge of vector behavior are crucial steps in the control vector-borne diseases. It requires an accurate and correct identification of the mosquito species and the origin of their blood meal. This thesis is divided into 3 parts: The 1st part focuses on the use of innovative tools for the identification of fresh mosquitoes captured in French Polynesia. The use of matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) was used to correctly identify the Aedes aegypti, Aedes polynesiensis and Culex quinquefasciatus. We demonstrated, for the first time, that MALDI-TOF MS is able to differentiate male from female mosquitoes and to identify colonies of geographically distinct mosquitoes of the same species. Contributing also to the enrichment of the MALDI TOF arthropod database of the research unit, by the addition of Ae. polynesiensis, a species that was not previously included in it. The 2nd part of this work focuses identification of mosquitoes captured in Senegal, and stored for long-time in Silicagel, by the MALDI-TOF MS approach to also determine the origin of the meal in these mosquitoes. In this work, the MALDI-TOF MS identified several species of mosquitoes typically reported in Senegal. We were able to precisely identify 11 species and 1 genus of mosquitoes including; An. gambiae, An. coluzzii, An. arabiensis, An. funestus, Mansonia uniformis, Lutzia tigripes, Aedes aegypti, Culex quinquefasciatus, Culex perfescus, Culex duttoni, Culex tritaeniorhynchus and Culex sp. Confirming that MALDI-TOF MS approach is able to distinguish species of the Gambiae complex, usually difficult to differentiate morphologically. The results regarding the determination of blood meal origin revealed that most mosquitoes were fed on humans, confirming the anthropophilic nature them. Finally, we present a review aiming to update the current literature on Culicidian fauna in Senegal, presenting their behavior, potential vectors and transmitted pathogens, and describing the advances in the control of mosquito-vectors in Senegal and the application of innovative tools to the identification of these mosquitoes. There are currently 143 species of mosquitoes in Senegal, including 26 Anophelinae and 117 Culicinae. The 3rd part is the detection of Bartonella spp in rodents in Benin. Testing by PCR and sequencing we obtained 321 DNAs from rodents that were positive for Bartonella spp by 16S metagenomics. We identifed several species of Bartonella spp including Bartonella elizabethae, Bartonella tribocorum, Bartonella mastomydis, Bartonella rochalimae, Bartonella kosoyi, Bartonella phoceensis, Bartonella acomydis, Bartonella florencae, Bartonella queenslandensis and Bartonella japonica. This is the report the presence of B. kosoyi, B. japonica and B. florencae in Africa and indicates the presence of probable new species in Benin. By the results obtained in this thesis we confirmed the accuracy, reliability and robustness of the MALDI-TOF MS tool in the identification of mosquitoes and the origin of their blood meal. Suggesting it as a valuable tool to medical entomology, while the molecular biology as a reliable tool in the identification of rodent associated Bartonella spp.