Aspergillus flavus infections in Galleria mellonella : a pathogen-host model system for the study of emerging diseases

To study emerging diseases, I employed a model pathogen-host system involving infections of insect larvae with the opportunistic fungus Aspergillus flavus, providing insight into three mechanisms ofpathogen evolution namely de novo mutation, genome decay, and virulence factoracquisition In Chapter 2 as a foundational experiment, A. flavus was serially propagated through insects to study the evolution of an opportunistic pathogen during repeated exposure to a single host. While A. flavus displayed de novo phenotypic alterations, namely decreased saprobic capacity, analysis of genotypic variation in Chapter 3 signified a host-imposed bottleneck on the pathogen population, emphasizing the host's role in shaping pathogen population structure. Described in Chapter 4, the serial passage scheme enabled the isolation of an A. flavus cysteine/methionine auxotroph with characteristics reminiscent of an obligate insect pathogen, suggesting that lost biosynthetic capacity may restrict host range based on nutrient availability and provide selection pressure for further evolution. As outlined in Chapter 6, cysteine/methionine auxotrophy had the pleiotrophic effect of increasing virulence factor production, affording the slow-growing auxotroph with a modified pathogenic strategy such that virulence was not reduced. Moreover in Chapter 7, transformation with a virulence factor from a facultative insect pathogen failed to increase virulence, demonstrating the necessity of an appropriate genetic background for virulence factor acquisition to instigate pathogen evolution.

Mermithid (nematoa: mermithidae) infections of black flies (Diptera: Simuliidae) : seasonal variation and developmental characteristics /

Mermithid nematodes (Nematoda: Mermithidae) parasitize larval, pupal and adult black flies (Diptera: Simuliidae), oftentimes resulting in partial or complete host feminization. This study was designed to characterize parasite-host seasonal variation and to estabUsh the developmental life stage at which feminization is initiated. Data indicate that the total adult population of black flies collected from Algonquin Provincial Park throughout the spring of 2004 was comprised of 31.8% female, 67.8% male and 0.4% intersex individuals. Of the total population, 0.6% was infected by mermithid nematodes (69.0% female, 3.5% male and 27.6% intersex). Seasonal infection trends established over a 12-month period revealed that black flies with different life histories host the same mermithid subfamilies, while black flies with similar life histories host mermithids from different subfamilies. If a simuliid species simultaneously hosts two mermithid species, these parasites are from different subfamilies. Molecular mermithid identification revealed two mermithid subfamilies, Me.somermithinae and Gastromermithinae, present in the simuliid hosts. Mermithid colour variation was not found to be a reliable species indicator. The developmental stage at which feminization is initiated was determined by examining gonad morphology and meiotic chromosomal condition. Results indicate that mermithid-infected black flies exhibit feminization prior to larval histoblast formation. Larvae can be morphologically male (testes present) or female (ovaries present), with morphological males exhibiting either male (achiasmate) or female (chiasmate) meiotic chromosomes; morphological females were only genetically female. Additionally, mermithid infection inhibits simuliid gonad development.

The effect of gregarine parasite infections, age, and diet on calling song structure and mating behaviour in the Texas field cricket, Gryllus integer

In the past ten years, many researchers have focussed their attention on parasites regarding the role they may play in causing variations in male secondary sexual traits and subsequent effects on female choice. Male age has also been suggested to be an important factor in female choice if old age reflects superior genes. This study investigated the effects that gregarine gut parasites, age, and diet have on the calling and mating behaviour of the male Texas field cricket, Gryllus integer. Male calling songs were recorded in the laboratory using a Digital Signal Processing Network. The song parameters measured were: pulse rate, pulse width, burst duration, pulses per burst, interburst interval, and percent missing pulses. The effects of parasite load and age on the various calling song parameters was investigated in crickets that were fed two different diets varying in nutritional quality. None of the calling song parameters were affected by either parasite load or age in either diet grou p. Courtship behaviour was ob served and recorded using an Eventlog recorder on an IBM computer in the laboratory. Females mated equally with paras(tized and unparasitized males and with old and young males The total duration and proportion of time spent performing each of 9 courtship displays were recorded for males on each diet. Only one display was affected by parasite load. Highly parasitized males fed the nutritionally inferior diet juddered for a proportionately shorter time than males with low parasite loads. Also, older males performed juddering and shaking antennae proportionally longer and juddering and raising wings for longer durations than younger males. Males that successfully mated were observed for performance of 8 post-copulatory guarding behaviour displays. None of the guarding behaviours were affected by parasite load. However, one display was affected by age, with older males performing guard turning for shorter durations than younger males. Results are discuss,ed in terms of the influence of parasites and age on female choice.

Soil-Transmitted Helminth Infections, Nutrition and Growth in School-age Children from Rural Communities in Honduras

Background: Soil-transmitted helminth (STH) infections are endemic in Honduras but their impact on children’s health is not well studied. Objectives: To evaluate the prevalence and intensity of STH infections and their association with nutrition and growth in a sample of Honduran children. Methodology: A cross-sectional study was done among Honduran rural school-age children in 2011. Blood and stool samples and anthropometric measurements were obtained to determine nutritional status, STH infection and growth status, respectively. Results: The STH prevalence among 320 studied children was 72.5%. Prevalence by species was 30%, 67% and 16% for Ascaris, Trichuris and 16% hookworms, respectively. High intensity infections were associated with decreased growth scores but regardless of intensity, co-infections negatively affected growth indicators. Conclusions: The health burden of STH infections is related to high parasitic load but also to the presence of low-intensity concurrent infections. The synergistic effects of polyparasitism in underprivileged children warrants more attention.

Risk Factors for Soil-transmitted Helminth Infections in Schoolchildren from Rural Communities in Honduras

Background: Honduras is endemic for soil-transmitted helminth (STH) infections. However, knowledge gaps remain in terms of risk factors involved in STH transmission and infection intensity. Objectives: To determine the prevalence and intensity of STH infections in schoolchildren living in rural Honduras. Additionally, to investigate risk factors associated with STH infections. Methods: A cross-sectional study was done among Honduran rural schoolchildren, in 2011. Demographic and epidemiological data were obtained and STH infections were determined using Kato-Katz method. Results: A total of 320 children completed the study. Overall and specific prevalences for Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura and hookworms were 72.5%, 30%, 67% and 16%, respectively. Several risk factors associated with STH transmission and infection intensity were identified at the individual and familial level as well as at the schools. Conclusions: Improving hygienic conditions and providing semi-annual deworming treatment are feasible interventions that could enhance undergoing STH control activities.

Soil-Transmitted Helminth Infections and Nutritional Status in School-age Children from Rural Communities in Honduras

Background: Soil-transmitted helminth (STH) infections are endemic in Honduras and efforts are underway to decrease their transmission. However, current evidence is lacking in regards to their prevalence, intensity and their impact on children’s health. Objectives: To evaluate the prevalence and intensity of STH infections and their association with nutritional status in a sample of Honduran children. Methodology: A cross-sectional study was done among school-age children residing in rural communities in Honduras, in 2011. Demographic data was obtained, hemoglobin and protein concentrations were determined in blood samples and STH infections investigated in single-stool samples by Kato-Katz. Anthropometric measurements were taken to calculate heightfor- age (HAZ), BMI-for-age (BAZ) and weight-for-age (WAZ) to determine stunting, thinness and underweight, respectively. Results: Among 320 children studied (48% girls, aged 7–14 years, mean 9.7661.4) an overall STH prevalence of 72.5% was found. Children .10 years of age were generally more infected than 7–10 year-olds (p = 0.015). Prevalence was 30%, 67% and 16% for Ascaris, Trichuris and hookworms, respectively. Moderate-to-heavy infections as well as polyparasitism were common among the infected children (36% and 44%, respectively). Polyparasitism was four times more likely to occur in children attending schools with absent or annual deworming schedules than in pupils attending schools deworming twice a year (p,0.001). Stunting was observed in 5.6% of children and it was associated with increasing age. Also, 2.2% of studied children were thin, 1.3% underweight and 2.2% had anemia. Moderate-to-heavy infections and polyparasitism were significantly associated with decreased values in WAZ and marginally associated with decreased values in HAZ. Conclusions: STH infections remain a public health concern in Honduras and despite current efforts were highly prevalent in the studied community. The role of multiparasite STH infections in undermining children’s nutritional status warrants more research.

Isolement et caractérisation de bactériophages comme moyen de lutte naturel contre les infections nosocomiales

Les infections nosocomiales sont causées par des germes opportunistes souvent résistants aux antibiotiques et persistants sur les surfaces, représentant une source constante de risque d’infection en milieu hospitalier. Dans ce contexte, l’isolement et la caractérisation de bactériophages s’attaquant spécifiquement aux bactéries nosocomiales telles que Staphylococcus aureus résistant (SARM), Enterococcus résistant (ERV), Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter baumanii, pourraient fournir une alternative bactéricide naturelle contre la transmission de ces infections. Des phages isolés des eaux usées, ont été sélectionnés selon leur capacité d’amplification, leur profil génomique et leur potentiel lytique envers différentes souches bactériennes cliniques. Les meilleurs ont été caractérisés en détail pour s’assurer de leur spécificité, sécurité, stabilité et efficacité préalablement à leur utilisation in vivo. Sept phages contre SARM et trois contre Acinetobacter baumanii ont été caractérisés. Quatre phages SARM s’avèrent être de bons candidats potentiels et pourraient être testés en milieu hospitalier comme agents désinfectants dans le but de lutter contre les infections nosocomiales.

Prévention du VIH chez les femmes travailleuses du sexe de Conakry, République de Guinée : conseil dépistage volontaire, comportements à risque et infections sexuellement transmissibles

Problématique : Les femmes travailleuses du sexe (TS) constituent la population le plus à risque d’infection au VIH dans différents pays d’Afrique subsaharienne. Plusieurs interventions y ont ainsi été menées pour réduire le risque d’infection en influant sur les facteurs de risque. Parmi ces interventions, on peut citer la promotion de l’utilisation du préservatif de même que le dépistage et le traitement des infections sexuellement transmissibles (IST). Cependant, certaines composantes sont peu représentées dans ce panel d’interventions offertes aux femmes TS. Le conseil dépistage volontaire pourrait s’avérer une intervention utile de prévention primaire et secondaire pour cette population mais son acceptabilité est mal connue. Par ailleurs, en termes de surveillance de l’épidémie, l’évaluation de la validité de l’auto-rapport d’utilisation du préservatif, indicateur fréquemment utilisé lors d’enquêtes populationnelles serait souhaitable. Enfin, pour ce qui est de la prévention de l’infection dans cette population, l’effet du désir d’enfant sur l’utilisation non systématique du condom avec le principal partenaire régulier non payant est peu connu. Il en est de même pour la prévalence de certaines IST comme le VPH-16 et l’effet combiné de facteurs sociodémographiques, comportementaux et préventifs sur la présence de ces IST. Objectifs : Les objectifs de cette thèse sont 1) de mesurer l’acceptabilité et les conséquences du conseil dépistage volontaire du VIH chez les femmes TS de Conakry en Guinée; 2) d’évaluer la validité de l’auto-rapport de l’utilisation du préservatif dans cette population grâce à un indicateur biologique de présence de sperme, l’antigène spécifique de la prostate (PSA); 3) d’estimer la fréquence d’utilisation systématique du préservatif avec les partenaires clients et non-clients des femmes TS et d’étudier l’importance du désir d’enfant dans l’utilisation non systématique du préservatif avec le principal partenaire régulier non-client et 4) de mesurer la prévalence des IST et du VIH et d’étudier les facteurs sociodémographiques, comportementaux et préventifs qui y sont associés. Méthodologie : Nous avons mené une étude longitudinale dans la ville de Conakry en Guinée auprès de 421 femmes TS recrutées dans trois services de santé adaptés pour elles. Un devis mixte répété un an plus tard a permis de collecter des données quantitatives et qualitatives. Des analyses biologiques de dépistage des IST et du VIH ont été effectuées. Résultats : Le premier article de résultats présenté dans cette thèse montre que l’acceptabilité du conseil dépistage volontaire est élevée chez les femmes TS. En effet, les taux d’acceptation du test, de retour pour la prise de résultats et de notification du statut sérologique avoisinaient les 100%. Cette acceptabilité semblait être le fait d’une perception de risque d’infection élevé, mais aussi d’une pression sociale du milieu prostitutionnel pour effectuer le dépistage et révéler le statut sérologique. Les conséquences négatives au dépistage étaient rares. Le deuxième article montre que l’auto-rapport de l’usage récent du préservatif a une très faible sensibilité lorsque comparé à l’étalon d’or que constitue la PSA. Ainsi, la plupart des personnes chez qui la PSA était retrouvée ne rapportaient aucun rapport non protégé récent. La discordance entre l’auto-rapport d’utilisation récente du préservatif et la présence de PSA était associée à une perception de risque d’infection au VIH élevé. Enfin, la troisième section montre que si l’utilisation systématique du préservatif était très fréquente avec les clients, elle l’est beaucoup moins avec le principal partenaire régulier non-client. Le désir d’enfant de la femme TS contribue de manière significative à l’utilisation non systématique du condom avec ce type de partenaire. Des facteurs sociodémographiques, comportementaux et la coinfection par d’autres IST sont associés à la présence d’IST/VIH, ces dernières étant fréquentes dans la population des femmes TS malgré les nombreuses interventions qui y sont menées. Conclusion : En conclusion, l’on peut dire que la prévention du VIH chez les femmes TS constitue un défi nécessitant des interventions intégrées tenant compte du contexte commercial dans lequel ces interventions sont implantées et des aspirations des femmes TS en matière de reproduction.

Cinétique de la réponse cytokinaire lors d'infections aux Escherichia coli entéropathogènes dans un modèle de culture d'iléon (IVOC) d'origine porcine

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'adoption d'un régime d'indemnisation sans égard à la faute en faveur des victimes d'infections nosocomiales, et pourquoi pas?

Phénomène à haute prévalence dans le monde entier, les infections acquises au cours de la prestation de soins de santé constituent une menace importante pour la santé publique. Il s’agit d’une réalité inéluctable du système de santé qui touche de nombreuses victimes en les affectant de dommages variés. Fruit d’une interaction complexe entre divers facteurs, ces infections représentent un lourd fardeau pour les victimes comme pour la société, tant au plan physique, mental et financier. Bien que les infections nosocomiales semblent être au cœur des préoccupations des autorités sanitaires québécoises, l’indemnisation des victimes demeure problématique. Actuellement, l’indemnisation se fait via le régime traditionnel de responsabilité civile mais nombreux sont les obstacles auxquels font face les patients désirant obtenir compensation. Les règles classiques s’avèrent difficiles d’application dans un contexte où la source de l’infection est souvent inconnue et les facteurs ayant pu contribuer à son développement sont multiples. Face à cette problématique et à l’insatisfaction ressentie, certaines juridictions étrangères ont reconnu le caractère inadapté du régime traditionnel et ont implanté un régime d’indemnisation sans égard à la faute dans l’espoir d’améliorer le sort des victimes. Le Québec a opté pour la même solution dans divers domaines, tels que les accidents automobiles et la vaccination. Ce mémoire propose une étude approfondie de l’opportunité d’adopter, en droit québécois, un régime d’indemnisation sans égard à la faute bénéficiant aux victimes d’infections nosocomiales. L’objectif de ce projet est de faire une esquisse des caractéristiques assurant l’efficacité et la viabilité d’un tel régime.

Le concept d’infirmière « championne » en prévention et contrôle des infections analysé selon la théorie du caring humain

Travail dirigé présenté à la Faculté des sciences infirmières en vue de l’obtention de la maîtrise en sciences infirmières option expertise-conseil en soins infirmiers

Les macrophages d’ascendance européenne et africaine répondent différemment aux infections bactériennes

Des études antérieures démontrent que les descendants de peuples européens et africains présentent des différences de susceptibilité à certaines maladies infectieuses. Ces différences suggèrent des variations interpopulationnelles de la réponse immunitaire qui résultent probablement de l’adaptation de ces individus aux pathogènes de leur environnement. Nous avons caractérisé la réponse immunitaire chez des descendants de peuples européens et africains à des infections bactériennes. Nous avons infecté des macrophages dérivés de monocytes de 30 Américains d’origine africaine (Africains) et de 31 Américains d’origine européenne (Européens) avec les pathogènes intracellulaires Listeria monocytogenes et Salmonella typhimurium pendant 4 heures, puis nous avons mesuré le niveau d’expression pangénomique des cellules infectées et non infectées par séquençage de l’ARNm. Nous avons estimé le niveau de contrôle de l’infection par les macrophages à 2, 4 et 24 heures post-infection en évaluant le taux de survie des bactéries. Nous avons observé que les Africains présentent significativement moins de bactéries intracellulaires après 4 et 24 heures que les Européens, suggérant que les Africains contrôlent mieux les infections bactériennes. Nous avons identifié des différences interpopulationnelles dans le niveau de sécrétion des cytokines et dans le niveau d’expression de certains gènes, ce qui suggère que les Africains modulent une réponse inflammatoire plus forte que les Européens. Nous avons démontré que plusieurs de ces gènes ont subi des évènements de sélection positive récents seulement chez les Européens. Notre étude a identifié plusieurs gènes candidats susceptibles d’influencer le cours des infections bactériennes chez les humains. Nos résultats indiquent que les différences dans la progression des maladies infectieuses entre les populations européennes et africaines seraient le résultat de la sélection naturelle.

Rôle essentiel des cellules dendritiques dans l'immunité innée face a des streptocoques encapsulés

Streptococcus du Groupe B (GBS) et Streptococcus suis sont deux pathogènes encapsulés qui induisent des pathologies similaires dont la méningite et la septicémie chez les animaux et/ou les humains. Les sérotypes III et V du GBS et les sérotypes 2 et 14 du S. suis (utilisés dans cette étude) sont parmi les plus prévalents et/ou les plus virulents. La capsule polysaccharidique (CPS) définit le sérotype et est considérée comme un facteur de virulence essentiel pour les deux espèces bactériennes. Malgré que plusieurs études aient été réalisées au niveau des interactions entre ces streptocoques et les cellules de l’immunité innée, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire contre ces pathogènes par les cellules dendritiques (DCs) et leur interactions avec d’autres cellules, notamment les cellules ‘natural killer’ (NK). Dans cette étude, différentes approches (in vitro, ex vivo et in vivo) chez la souris ont été développées pour caractériser les interactions entre les DCs, les cellules NK et GBS ou S. suis. L’utilisation de mutants non encapsulés a permis d’évaluer l’importance de la CPS dans ces interactions. Les résultats in vitro avec les DCs infectées par GBS ou S. suis ont démontré que ces deux pathogènes interagissent différemment avec ces cellules. GBS est grandement internalisé par les DCs, et ce, via de multiples mécanismes impliquant notamment les radeaux lipidiques et la clathrine. Le mécanisme d’endocytose utilisé aurait un effet sur la capacité du GBS à survivre intracellulairement. Quant au S. suis, ce dernier est très faiblement internalisé et, si le cas, rapidement éliminé à l’intérieur des DCs. GBS et S. suis activent les DCs via différents récepteurs et favorisent la production de cytokines et chimiokines ainsi que l’augmentation de l’expression de molécules de co-stimulation. Cette activation permet la production d’interferon-gamma (IFN-y) par les cellules NK. Cependant, GBS semble plus efficient à activer les DCs, et par conséquent, les cellules NK que S. suis. La production d’IFN-y, en réponse à la stimulation bactérienne, est principalement assurée par un contact direct entre les DCs et les cellules NK et ne dépend qu’en partie de facteurs solubles. De plus, nos résultats in vivo ont démontré que ces deux streptocoques induisent rapidement la libération d'IFN-y par les cellules NK lors de la phase aiguë de l'infection. Ceci suggère que les interactions entre les DCs et les cellules NK pourraient jouer un rôle dans le développement d’une réponse immune T auxiliaire de type 1 (T ‘helper’ 1 en anglais; Th1). Cependant, la capacité de S. suis à activer la réponse immunitaire in vivo est également plus faible que celle observée pour GBS. En effet, les CPSs de GBS et de S. suis jouent des rôles différents dans cette réponse. La CPS de S. suis empêche une activation optimale des DCs et des cellules NK alors que c’est l’opposé pour la CPS de GBS, indépendamment du sérotype évalué. En résumé, cette étude adresse pour la première fois la contribution des DCs et des cellules NK dans la réponse immunitaire innée lors d’une infection à GBS ou à S. suis et, par extension, dans le développement d’une réponse Th1. Nos résultats renforcent davantage le rôle central des DCs dans le contrôle efficace des infections causées par des bactéries encapsulées.

Les admissions hospitalières pour les infections urinaires: tendances temporelles, fardeau économique et facteurs prédicateurs de mauvaise évolution des patients

Résumé Introduction: Les infections urinaires (IU) sont les infections bactériennes les plus fréquentes chez les patients hospitalisés. Cette étude décrit les tendances temporelles d'admission et de mortalité liées aux hospitalisations pour les IU, ainsi que le fardeau économique associé. Les prédicteurs de mauvaise évolution clinique et de mortalité sont examinés par la suite. Méthodes: Les données ont été extraites à partir de la base de données du NIS entre le 1er janvier 1998 et le 31 décembre 2010. 1,717,181 hospitalisations liées aux IU ont été retenues. L'incidence et la mortalité ont été calculées et stratifiées selon le sexe, l'âge et la présence de sepsis. Les frais médians et totaux pour les hospitalisations sont calculés et ajustés pour l'inflation. Finalement, les prédicteurs d'avoir un sepsis induit par les IU et de mortalité sont examinés avec une analyse par régression logistique multivariée. Résultats: L'incidence globale d'hospitalisation et la mortalité associées aux IU voit une croissance annuel estimé (EAPC) de +4.764 et +4.610 respectivement (p<0.0001). L'augmentation d'incidence est le plus marquée pour les patients âgés de 55 à 64 ans (EAPC = +7.805; p<0.0001). Les frais médians par hospitalisation ont augmenté de $10 313 en 1998 à $21 049 en 2010 (EAPC +9.405; p<0.0001). Les frais globaux pour les hospitalisations des IU ont augmenté de $8.9 milliard en 1998 à $33.7 milliard en 2010 (EAPC +0.251; p<0.0001). Les patients âgés, de sexe masculin, de race afro-américaine, ainsi que les patients assurés par Medicaid ou ceux sans assurance, et les patients soignés à des centres non-académiques sont à risque plus important de mortalité (p<0.0001). Conclusion: L'incidence et la mortalité associées aux IU ont augmenté au cours de la dernière décennie. Les frais médians ajustés pour l'inflation ainsi que les frais globaux ont augmenté progressivement au cours de la période d'étude. Dans la cohorte étudiée, les patients âgés, de sexe masculin, de race afro-américaine, ainsi que les patients assurés par Medicaid ou ceux sans assurance, et les patients soignés à des centres non-académiques sont à risque plus important de mortalité. Ces données représentent des indicateurs de qualité de soins qui pourraient permettre d'adapter certaines politiques de soins de santé aux besoins des sous-populations plus vulnérables.

Effect of deoxynivalenol (DON) mycotoxin on in vivo and in vitro porcine circovirus type 2 infections.

Deoxynivalenol (DON) is a mycotoxin produced by Fusarium spp and is a common contaminant of grains in North America. Among farm animals, swine are the most susceptible to DON because it markedly reduces feed intake and decreases weight gain. Porcine circovirus type 2 (PCV2) is the main causative agent of several syndromes in weaning piglets collectively known as porcine circovirus-associated disease (PCVAD). The objectives of this study were to investigate the impact of DON on PCV2 replication in NPTr permissive cell line, and to determine eventual potentiating effects of DON on PCV2 infection in pigs. Noninfected and infected cells with PCV2 were treated with increasing concentrations of DON (0, 70, 140, 280, 560, 1200 ng/mL) and cell survival and virus titer were evaluated 72 h postinfection. Thirty commercial piglets were randomly divided into 3 experimental groups of 10 animals based on DON content of served diets (0, 2.5 and 3.5 mg/kg DON). All groups were further divided into subgroups of 6 pigs and were inoculated with PCV2b virus. The remaining pigs (control) were sham-inoculated with PBS. In vitro results showed that low concentrations of DON could potentially increase PCV2 replication depending on virus genotype. In vivo results showed that even though viremia and lung viral load tend to be higher in animal ingesting DON contaminated diet at 2.5 mg/kg, DON had no significant effect on clinical manifestation of PCVAD in PCV2b infected animals. DON has neither in vitro nor in vivo clear potentiating effects in the development of porcine circovirus infection despite slight increases in viral replication.