Variations interindividuelles des performances cognitives et conséquences évolutives chez une population naturelle de mésange charbonnière (Parus major)

Les animaux font face à des changements environnementaux brutaux dus aux modifications de milieux liés à l'activité humaine et aux changements climatiques, et doivent s'ajuster rapidement à leur nouvel environnement. Certains processus cognitifs comme l'innovation et l'apprentissage permettent aux animaux d'intégrer de nouveaux comportements à leur répertoire comportemental (flexibilité comportementale), leur donnant l'opportunité d'intégrer un comportement plus optimal pour s'ajuster. Les performances cognitives varient entre espèces et les individus d'une même population et bien que des études récentes se soient intéressées aux causes des variations interindividuelles des performances cognitives, les conséquences restent peu explorées. Dans cette thèse, les questions des pressions de sélection s'exerçant sur les capacités cognitives sont abordées afin de mieux comprendre l'évolution de ces traits au sein d'une population naturelle de mésange charbonnière Parus major. Un nouveau test de résolution de problème a tout d'abord été présenté à des couples reproducteurs directement en milieu naturel. Les résultats ont montré que les couples les plus performants à résoudre la tâche surpassaient les couples les moins performants sur plusieurs mesures de succès reproducteur. Afin de vérifier que la motivation à nourrir les poussins ne biaisait pas cette relation, la taille de nichée a ensuite été manipulée, ce qui n'a pas affecté la performance subséquente des parents. Les couples innovateurs démontraient un meilleur succès reproducteur quel que soit le changement de la taille de nichée subit, ce qui suggère que cette performance influence bien le succès de reproduction, et non l'inverse. De plus, les couples innovateurs approvisionnaient leurs poussins plus souvent que les couples non innovateurs, suggérant que les innovateurs pourraient exploiter leur habitat de façon plus optimale. Dans un troisième temps, plusieurs caractéristiques morphologiques, dont la coloration des plumes, ont été reliées aux performances de résolution de problème et d'apprentissage. Ces liens, bien que complexes et condition-dépendants, pourraient indiquer un rôle de ces performances lors de la sélection sexuelle. Enfin, afin de tester l'effet du parasite sanguin du paludisme sur les traits comportementaux, un médicament contre le paludisme a été injecté à des femelles reproductrices. Cette injection n'a pas modifié leurs performances cognitives mais a augmenté leur niveau d'activité et d'exploration du nichoir en réponse à la tâche de résolution de problème. Ce parasite sanguin, très présent chez les populations depassereaux, pourrait donc expliquer les variations interindividuelles et interpopulationnelles de certains traits comportementaux en milieu naturel, au même titre que dans nombreux autres systèmes hôte-parasites étudiés. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis de détailler pour la première fois la relation entre une performance cognitive et le succès reproducteur chez une population aviaire naturelle, une relation robuste et non influencée par la motivation à nourrir la couvée. Cette performance cognitive est reliée à plusieurs traits morphologiques, mais non à la charge parasitaire. Une meilleure exploitation de l'habitat et habileté à s'occuper des poussins pourrait expliquer cette relation.

Immunorégulation de la réaction du greffon contre l'hôte (GvHD) dans un modèle murin xénogénique : le rôle des immunoglobulines intraveineuses (IVIG)

La réaction du greffon contre l’hôte (GvHD) est une complication majeure de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Les traitements de prophylaxie contre le développement de la GvHD reposent essentiellement sur l’utilisation d’agents immunosuppresseurs, ce qui contribue à ralentir la reconstitution immunitaire post-greffe et à prolonger la durée de l’état immunosupprimé des patients. Le développement de prophylaxie pour la GvHD à base d’agents immunomodulateurs est ainsi privilégié. À l’aide d’un modèle murin xénogénique chez les souris NOD/scid-IL2rγ-/- (NSG), on a étudié le potentiel immunomodulateur des immunoglobulines intraveineuses (IVIG) dans la prévention de la GvHD, ainsi que leurs effets sur la qualité et la cinétique de la reconstitution immunitaire. On a déterminé qu’un traitement hebdomadaire d’IVIG peut effectivement réduire l’incidence de la GvHD, ainsi que la mortalité qui y est reliée, avec une efficacité similaire à celle obtenue avec la cyclosporine A, un immunosuppresseur couramment utilisé dans la prophylaxie de la GvHD. Par ailleurs, on a déterminé que le mécanisme d’action des IVIG dans la réduction de la GvHD est distinct de celui des immunosuppresseurs. De plus, on a démontré que les IVIG induisent l’expansion et l’activation des cellules NK présentes au sein du greffon, lesquelles sont nécessaires pour l’obtention de l’effet protecteur des IVIG contre le développement de la GvHD, et sont dépendantes de la présence de lymphocytes T activés. Grâce à un modèle murin humanisé, on a également démontré que le traitement hebdomadaire d’IVIG induit un délai transitoire de la reconstitution humorale, ce qui n’affecte toutefois pas la qualité globale de la reconstitution immunitaire. Ces résultats mettent cependant en doute la pertinence de l’utilisation des IVIG dans les protocoles cliniques de prophylaxie de la GvHD, puisque les immunosuppresseurs seront toujours utilisés, et qu’on a démontré que les IVIG ont besoin de lymphocytes T activés afin de prévenir efficacement le développement de la GvHD.

Rôle des cellules dendritiques dans la modulation de la réponse immunitaire de l'hôte contre Streptococcus suis

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et agent zoonotique responsable de méningites et de septicémies. À ce jour, les mécanismes impliqués dans la réponse immunitaire de l’hôte lors de l’infection par S. suis sont peu connus; et il en est de même pour les stratégies utilisées par S. suis afin de déjouer cette réponse. L’augmentation de l’incidence et de la sévérité des cas humains souligne le besoin d’une meilleure compréhension des interactions entre S. suis et le système immunitaire afin de générer une réponse immunitaire efficace contre ce pathogène. Les cellules dendritiques (DCs) sont de puissantes cellules présentatrices d’antigènes qui stimulent les lymphocytes T et B, assurant la liaison entre l’immunité innée et l’immunité adaptative. L’objectif principal de ce projet était d’évaluer le rôle joué par différents facteurs de virulence de S. suis sur la modulation de la fonction des DCs et de la réponse T-dépendante. Nous avons examiné l’effet des facteurs clés pour la virulence de S. suis, dont la capsule polysaccharidique (CPS), les modifications de la paroi cellulaire (D-alanylation de l’acide lipotéichoïque et N-déacétylation du peptidoglycane) et la toxine suilysine, sur l’activation et la maturation de DCs murines dérivées de la moelle osseuse (bmDCs). Suite à l’infection par S. suis, les bmDCs sont activées et subissent un processus de maturation caractérisé par l’augmentation de l’expression de molécules de co-stimulation et la production de cytokines pro-inflammatoires. La CPS est le principal facteur interférant avec la production de cytokines, même si les modifications de la paroi cellulaire et la suilysine peuvent également moduler la production de certaines cytokines. Enfin, la CPS, les modifications de la paroi cellulaire et la suilysine interfèrent avec la déposition du complément à la surface des bactéries et, en conséquence, avec le « killing » dépendant du complément. Les résultats ont été confirmés à l’aide de bmDCs porcines. Nous avons aussi voulu identifier les récepteurs cellulaires impliqués dans la reconnaissance de S. suis par les DCs. Nous avons démontré que la production de cytokines et l’expression des molécules de co-stimulation par les DCs sont fortement dépendantes de la signalisation par MyD88, suggérant que les DCs reconnaissent S. suis et deviennent activées majoritairement via la signalisation par les récepteurs de type Toll (TLRs). En effet, on remarque une diminution de la production de plusieurs cytokines ainsi que de l’expression de certaines molécules de co-stimulation chez les DCs TLR2-/- ou TLR2-/- et TLR9-/- double négatives. Finalement, le récepteur NOD2 semblait jouer un rôle partiel dans l’activation des DCs suite à une infection par S. suis.Enfin, nous avons évalué les conséquences de la modulation des fonctions des DCs sur le développement de la réponse T-dépendante. Les splénocytes totaux produisent plusieurs cytokines en réponse à S. suis. Des analyses in vivo et ex vivo ont permis d’observer l’implication des cellules T CD4+ et le développement d’une réponse de type « T helper » 1 (TH1) bien que la quantité de cytokines TH1 produites lors de l’infection in vivo par S. suis demeure assez basse. La CPS de S. suis interfère avec la production de plusieurs cytokines par les cellules T in vitro. Expérimentalement, l’infection induite par S. suis résulte en de faibles niveaux de production d’anticorps anti-S. suis, mais aussi d’anticorps dirigés contre l’ovalbumine utilisée comme antigène rapporteur. Cette interférence est corrélée avec la sévérité des signes cliniques, suggérant que S. suis interfère avec le développement d’une réponse immunitaire adaptative appropriée qui serait requise pour contrôler la progression de l’infection. Les résultats de cette étude mèneront à une meilleure compréhension de la réponse immunitaire de l’hôte lors de l’infection par S. suis.

Mécanismes d'action des cellules stromales mésenchymateuses dans le traitement de la réaction du greffon contre l'hôte

La maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) est un effet secondaire sérieux de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Cette maladie entraine une haute mortalité et ses symptômes sont dévastateurs. Les traitements actuels de la GvHD comportent plusieurs produits, tels les corticostéroïdes, mais ces derniers sont immunosuppresseurs et leurs effets secondaires sont aussi très dommageables pour les patients et leur guérison. Les cellules stromales mésenchymateuses (MSC) représentent une alternative ou une addition potentielle de traitement pour la GvHD et ces cellules ne semblent pas posséder les effets secondaires des traitements classiques. Un nombre important d’études cliniques faisant l’objet des MSC ont été enregistrées. Malgré cet engouement, le mécanisme de leur immunomodulation reste encore à élucider. Notre objectif est donc de mieux définir ce mécanisme. Nous avons utilisé un modèle simplifié pour simuler la GvHD in vitro. Ce modèle se base sur la stimulation de lymphocytes CD4+ par des cellules dendritiques allogéniques. La mesure de la prolifération de ces cellules stimulées sert d’indicateur de leur réactivité. Selon les résultats obtenus par la technologie CRISPR de génie génétique, les MSC exerceraient leur immunosuppression sur les cellules T CD4+ principalement par la sécrétion de l’enzyme IDO1. Les MSC seraient également capables d’induire certaines cellules CD4+ en cellules régulatrices, un processus indépendant de la sécrétion d’IDO1. Toutefois, ces cellules ne semblent pas correspondre aux cellules Treg conventionnelles.

Parasite distribution and histopathological studies on certain commercially important fishes of cochin area

In order to check the damage caused by the parasites, even though it is difficult in open waters, a proper understanding of the seasonal variation in the distribution of the parasite and other factors like age of the host, sex of the host, which affect distribution of parasite is a must. Although several workers have carried out investigations on the taxonomy of metazoan parasites of marine and brackish water Fishes of India, very little attempt is made to correlate such investigations with the host and the environment. In this thesis such an attempt is made by the researcher. In chapter one the literature related to the prevalence, mean intensity of infection, and histopathological changes caused by the metazoan parasites, in particular by helminths, copepods and isopods, was reviewed. Chapter two contains observations on the distribution pattern of parasites in relation to the season, sex, and size of the host. It was found that the prevalence rate of radiorynchus_indicus infecting the alimentary canal of Tachysurugs mgacuglatus, Ergasilus sp. infecting the gills of T maculatus, and Lernaeeniicus ramosus found on the body surface of Qeimgipteirfugs jagonicus was higher during monsoon season. But agarna malayi found in the opercular chamber and Ehilometra cephalus infecting the gonads of valamugil speiglari showed a higher prevalence rate during the postmonsoon season. This was discussed on the basis of the hydrographical characteristics prevailing in the study area during the three different seasons. It was also observed that the sex of the host did not influence significantly the distribution pattern of the parasites. The reasons for this were also discussed. Invariably, the size of the host was found to influence the parasite distribution pattern. It was observed that the prevalence rate showed an increase with increase in size of the fish. This was discussed on the basis of food habits of the host, along with other aspects An attempt was made in chapter three to study the histopathological effects of‘ the various parasites on their respective sites of attachments on host Fishes. It was found that except Rhadinorhyhchugs indicus, all other parasites produced damages of varying intensity, in the form of hypertrophy, rhyperplasia, haemorrhage, tissue disruption and ulcers. Interestingly, E. indicus, an acantho— cephalid with a powerful proboscis for attachment was found not to cause any serious damage to the intestine of the host Fish. All these aspects are included in the third and final chapter of the thesis.

New evidence for the antiquity of the intestinal parasite Trichuris (whipworm) in Europe

The whipworm, Trichuris trichiura L., is one of the most common human intestinal parasites worldwide, yet little is known of its origin and global spread. Archaeological records for this nematode have all been of Neolithic or later date, suggesting a possible association between the spread of pastoral farming and human acquisition of whipworm. This paper reports the discovery of eggs of the genus Trichuris in late Mesolithic deposits from south Wales, indicating that whipworm was present in Europe before the arrival of agriculture. This raises the possibility that human infection by Trichuris arose through contact with wild animals in parts of the landscape frequented by both human and animal groups.

The placenta is simply a neuroendocrine parasite

This paper will document the early scientific observations that kindled my neuroendocrinological interest in pre-eclampsia, a life-threatening disease that affects both mother and baby. My interest in this subject started with the placental origin of melanotrophin activity, moving on, through corticotrophin-releasing factor and its binding protein, to a tachykinin modified specifically in the placenta by phosphocholine, a post-translational moiety normally used by parasites to avoid immune surveillance and rejection. This work may finally have led to an understanding of the identity of the elusive placental factor that, whilst attempting to compensate for the poor implantation of the placenta, causes the many symptoms seen in the mother during pre-eclampsia.

Ultrastructure of Buddenbrockia allmani n sp (Myxozoa, Malacosporea), a parasite of Lophopus crystallinus (Bryozoa, Phylactolaemata)

Development of a new species of malacosporean myxozoan (Buddenbrockia allmani n. sp.) in the bryozoan Lophopus crystallinus is described. Early stages, represented by isolated cells or small groups, were observed in the host's body wall or body cavity. Multiplication and rearrangement of cells gave an outer cell layer around a central mass. The outer cells made contact by filopodia and established adherens junctions. Sporoplasmosomes were a notable feature of early stages, but these were lost in subsequent development. Typical malacosporean sacs were formed from these groups by attachment of the inner (luminal) cells by a basal lamina to the outer layer (mural cells). Division of luminal cells gave rise to a population of cells that was liberated into the lumen of the sac. Mitotic spindles in open mitosis and prophase stages of meiosis were observed in luminal cells. Centrioles were absent. Detached luminal cells assembled to form spores with four polar capsules and several valve cells surrounding two sporoplasms with secondary cells. Restoration of sporoplasmosomes occurred in primary sporoplasms. A second type of sac was observed with highly irregular mural cells and stellate luminal cells. A radially striated layer and dense granules in the polar capsule wall, and previous data on 18 rDNA sequences enabled assignment of the species to the genus Buddenbrockia, while specific diagnosis relied on the rDNA data and on sac shape and size.

Integrated cytokine and metabolic analysis of pathological responses to parasite exposure in rodents

Parasitic infections cause a myriad of responses in their mammalian hosts, on immune as well as on metabolic level. A multiplex panel of cytokines and metabolites derived from four parasite-rodent models, namely, Plasmodium berghei-mouse, Trypanosoma brucei brucei-mouse, Schistosoma mansoni-mouse, and Fasciola hepatica-rat were statistically coanalyzed. 1H NMR spectroscopy and multivariate statistical analysis were used to characterize the urine and plasma metabolite profiles in infected and noninfected animals. Each parasite generated a unique metabolic signature in the host. Plasma cytokine concentrations were obtained using the ‘Meso Scale Discovery’ multi cytokine assay platform. Multivariate data integration methods were subsequently used to elucidate the component of the metabolic signature which is associated with inflammation and to determine specific metabolic correlates with parasite-induced changes in plasma cytokine levels. For example, the relative levels of acetyl glycoproteins extracted from the plasma metabolite profile in the P. berghei-infected mice were statistically correlated with IFN-γ, whereas the same cytokine was anticorrelated with glucose levels. Both the metabolic and the cytokine data showed a similar spatial distribution in principal component analysis scores plots constructed for the combined murine data, with samples from all infected animals clustering according to the parasite species and whereby the protozoan infections (P. berghei and T. b. brucei) grouped separately from the helminth infection (S. mansoni). For S. mansoni, the main infection-responsive cytokines were IL-4 and IL-5, which covaried with lactate, choline, and D-3-hydroxybutyrate. This study demonstrates that the inherently differential immune response to single and multicellular parasites not only manifests in the cytokine expression, but also consequently imprints on the metabolic signature, and calls for in-depth analysis to further explore direct links between immune features and biochemical pathways.

Light, electron microscopy and histopathology of Myxobolus salminus n. sp., a parasite of Salminus brasiliensis from the Brazilian Pantanal

In this report, we describe the morphology and histopathology of Myxobolus salminus n. sp., a parasite of the gill filaments of wild Salminus brasiliensis (dourado) from the Brazilian Pantanal. The small polysporic plasmodia were similar to 100 mu m in diameter and the development was asynchronous. The mature spores were oval to pear shaped and had a smooth wall. The spore measurements were (mean +/- S.D., with range in parentheses): length 10.1 +/- 0.4 mu m (9.6-10.5), width 6.1 +/- 0.4 mu m (5.8-6.6) and thickness 5.0 +/- 0.6 mu m (4.7-5.3). The polar capsules were elongated and of equal size: length 4.6 +/- 0.2 mu m (4.3-4.8) and width 1.7 +/- 0.1 mu m (1.5-1.9). The histological analysis revealed numerous plasmodia in the blood vessels of the gill filaments. The site of parasite development was the wall of the large-caliber blood vessel of the gill filament, with progressive growth towards the lumen, resulting in the obstruction of blood flow, congestion and perivascular edema. The ultrastructural study revealed that the plasmodial wall was composed of two membranes, had numerous pinocytic canals and was in direct contact with the basement membrane of the vessel. The development of the parasite was asynchronous, with mature spores, immature spores and young developmental stages randomly distributed throughout the plasmodium. The prevalence of the parasite was 4.4%. with male and female fish being infected. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Myxobolus cordeiroi n. sp., a parasite of Zungaro jahu (Siluriformes: Pimelodiade) from Brazilian Pantanal: Morphology, phylogeny and histopathology

This work is part of an ongoing investigation into the characteristics of Myxozoan parasites of freshwater fish in Brazil and was carried out using morphology, histopathology and molecular analysis. A new Myxosporea species (Myxobolus cordeiroi) is described infecting the jau catfish (Zungaro jahu). Fifty jau specimens were examined and 78% exhibited plasmodia of the parasite. The plasmodia were white and round, measuring 0.3-2.0 mm in diameter and the development occurred in the gill arch, skin, serosa of the body cavity, urinary bladder and eye. The spores had an oval body and the spore wall was smooth. Partial sequencing of the 18S rDNA gene resulted in a total of 505 bp and the alignment of the sequences obtained from samples in different organs revealed 100% identity. In the phylogenetic analysis, the Myxobolus species clustered into two clades-one primarily parasites of freshwater fish and the other primarily parasites of marine fish. M. cordeiroi n. sp. was clustered in a basal position in the freshwater fish species clade. The histological analysis revealed the parasite in the connective tissue of the different infected sites, thereby exhibiting affinity to this tissue. The plasmodium was surrounded by an outer collagen capsule of fibers with distinct orientation from the adjacent connective tissue and an inner layer composed of delicate collagen fibrils-more precisely reticular fibers. The development of the parasite in the cornea and urinary bladder caused considerable stretching of the epithelium. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Host-parasite-environment relationship, morphology and molecular analyses of Henneguya eirasi n. sp parasite of two wild Pseudoplatystoma spp. in Pantanal Wetland, Brazil

A new myxosporean species, Henneguya eirasi n. sp., is described parasitizing the gill filaments of Pseudoplatystoma corruscans and Pseudoplatystoma fasciatum (Siluriformes: Pimelodidae) caught in the Patanal Wetland of the state of Mato Grosso, Brazil. The parasite formed white, elongated plasmodia measuring up to 3 mm. Mature spores were ellipsoidal in the frontal view, measuring 37.1 +/- 1.8 mu m in total length, 12.9 +/- 0.8 mu m in body length, 3.4 +/- 0.3 mu m in width, 3.1 +/- 0.1 mu m in thickness and 24.6 +/- 2.2 mu m in the caudal process. Polar capsules were elongated and equal in size, measuring 5.4 +/- 0.5 mu m in length and 0.7 +/- 0.1 mu m in width. Polar filaments had 12-13 coils. Histopathological analysis revealed that the parasite developed in the sub-epithelial connective tissue of the gill filaments and the plasmodia were surrounded by a capsule of host connective tissue. The plasmodia caused slight compression of the adjacent tissues, but no inflammatory response was observed in the infection site. Ultrastructure analysis revealed a single plasmodial wall connected to the ectoplasmic zone through numerous pinocytotic canals. The plasmodial wall exhibited numerous projections and slightly electron-dense material was found in the ectoplasm next to the plasmodial wall, forming a line just below the wall. Partial sequencing of the 18S rDNA gene of H. eirasi n. sp. obtained from P. fasciatum resulted in a total of 1066 bp and this sequence did not match any of the Myxozoa available in the GenBank. Phylogenetic analysis revealed the Henneguya species clustering into clades following the order and family of the host fishes. H. eirasi n. sp. clustered alone in one clade, which was the basal unit for the clade composed of Henneguya species parasites of siluriform ictalurids. The prevalence of the parasite was 17.1% in both fish species examined. Parasite prevalence was not influenced by season, host sex or host size. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Purinergic signalling is involved in the malaria parasite Plasmodium falciparum invasion to red blood cells

Plasmodium falciparum, the most important etiological agent of human malaria, is endowed with a highly complex cell cycle that is essential for its successful replication within the host. A number of evidence suggest that changes in parasite Ca(2+) levels occur during the intracellular cycle of the parasites and play a role in modulating its functions within the RBC. However, the molecular identification of Plasmodium receptors linked with calcium signalling and the causal relationship between Ca(2+) increases and parasite functions are still largely mysterious. We here describe that increases in P. falciparum Ca(2+) levels, induced by extracellular ATP, modulate parasite invasion. In particular, we show that addition of ATP leads to an increase of cytosolic Ca(2+) in trophozoites and segmented schizonts. Addition of the compounds KN62 and Ip5I on parasites blocked the ATP-induced rise in [Ca(2+)](c). Besides, the compounds or hydrolysis of ATP with apyrase added in culture drastically reduce RBC infection by parasites, suggesting strongly a role of extracellular ATP during RBC invasion. The use of purinoceptor antagonists Ip5I and KN62 in this study suggests the presence of putative purinoceptor in P. falciparum. In conclusion, we have demonstrated that increases in [Ca(2+)](c) in the malarial parasite P. falciparum by ATP leads to the modulation of its invasion of red blood cells.