Xavier Bailly

Pierre-Edouard Fournier

Mes premiers remerciements iront bien évidemment à Muriel Vayssier-Taussat, ma directrice de thèse. Merci de m'avoir choisi pour effectuer cette thèse et pour le nombre incalculable de choses que j'ai pu apprendre à ton contact. Travailler à tes côtés a été un enrichissement permanent. Merci pour ton soutien, ton aide, ta gentillesse, ta confiance et pour tous les bons moments passés durant ces trois années (au bar des acacias, en Crête, sur l'île de la Réunion, aux Etats-Unis, …).

Je tiens aussi à remercier Lénaïg Halos, ma co-directrice de thèse. Merci de m'avoir accueilli lors de mon arrivée à l'école vétérinaire et d'avoir suivi le déroulement de ma thèse malgré la distance. Un grand merci pour tes conseils pertinents et de m'avoir permis de passer cette thèse dans les meilleures conditions.

Un grand merci à Sarah Bonnet pour m'avoir soutenu lorsque j'étais en difficulté, conseillé dans des moments cruciaux et même sauvé lors de situations délicates, tout le long de ma thèse. Merci pour ta bonne humeur et ta gentillesse.

Introduction générale

Durant ces vingt dernières années, un nombre croissant de bactéries appartenant au genre Bartonella a été identifié comme étant à l'origine d'une multitude de maladies humaines et animales, et plusieurs espèces de Bartonella, notamment B. quintana, sont considérées aujourd'hui comme des agents pathogènes émergents [START_REF] Chomel | Bartonellosis, an increasingly recognized zoonosis[END_REF][START_REF] Deng | Strategies of exploitation of mammalian reservoirs by Bartonella species[END_REF]. Ce constat a donc déclenché un intérêt considérable auprès des chercheurs à l'égard de ces bactéries gram-négatif et intracellulaires facultatives. L'intensification des études portant sur les espèces de Bartonella a permis de découvrir que ces microorganismes utilisent une stratégie unique pour coloniser leurs hôtes [START_REF] Deng | Strategies of exploitation of mammalian reservoirs by Bartonella species[END_REF][START_REF] Schulein | Invasion and persistent intracellular colonization of erythrocytes. A unique parasitic strategy of the emerging pathogen Bartonella[END_REF][START_REF] Kaiser | Bartonella spp.: throwing light on uncommon human infections[END_REF] et qu'elles sont capables d'infecter une vaste diversité d'espèces de mammifères, comprenant plusieurs ordres dont l'homme, des primates, des carnivores, des ongulés, des insectivores, des lagomorphes, des chiroptères et des rongeurs [START_REF] Chomel | Ecological fitness and strategies of adaptation of Bartonella species to their hosts and vectors[END_REF][START_REF] Bai | Bartonella spp. in Bats, Guatemala[END_REF]. Il est maintenant admis que chaque espèce de Bartonella est adaptée à un ou quelques hôtes réservoirs [START_REF] Deng | Strategies of exploitation of mammalian reservoirs by Bartonella species[END_REF][START_REF] Chomel | Ecological fitness and strategies of adaptation of Bartonella species to their hosts and vectors[END_REF][START_REF] Vayssier-Taussat | Insights in Bartonella host specificity[END_REF] au sein desquels la bactérie établit une bactériémie intra-érythrocytaire pouvant persister plusieurs mois [START_REF] Schulein | Invasion and persistent intracellular colonization of erythrocytes. A unique parasitic strategy of the emerging pathogen Bartonella[END_REF][START_REF] Vayssier-Taussat | The Trw type IV secretion system of Bartonella mediates host-specific adhesion to erythrocytes[END_REF]. La transmission de ces bactéries d'hôte à hôte est assurée par des vecteurs arthropodes hématophages compétents ou bien par contact direct avec un animal infecté [START_REF] Chomel | Ecological fitness and strategies of adaptation of Bartonella species to their hosts and vectors[END_REF].

Les espèces appartenant au genre Bartonella sont incluses dans le phylum des alpha-proteobacteria à proximité des bactéries du genre Brucella [START_REF] Engel | Parallel evolution of a type IV secretion system in radiating lineages of the host-restricted bacterial pathogen Bartonella[END_REF]. A ce jour, 33 espèces de Bartonella ont été recensées, et une vingtaine de ces espèces ont été isolées et/ou détectées à partir de rongeurs sauvages pour lesquels l'infection est asymptomatique [START_REF] Kosoy | Bartonella bacteria in nature: where does population variability end and a species start?[END_REF][START_REF] Sato | Bartonella jaculi sp. nov., Bartonella callosciuri sp. nov., Bartonella pachyuromydis sp. nov., and Bartonella acomydis sp. nov. isolated from wild Rodentia[END_REF][START_REF] Paziewska | Differences in the ecology of Bartonella infections of Apodemus flavicollis and Myodes glareolus in a boreal forest[END_REF]. Au moins 5 des espèces de Bartonella associées aux rongeurs (B. grahamii, B. elizabethae, B. vinsonii subsp. arupensis, B. washoensis et B. tamiae) sont considérées comme des agents de zoonoses et l'infection chez l'homme peut conduire à des symptômes cliniques aigus espèces-dépendants, tels que des bactériémies, des fièvres, des myocardites et des endocardites [START_REF] Kaiser | Bartonella spp.: throwing light on uncommon human infections[END_REF]. D'après les données épidémiologiques apportées par plusieurs études du monde entier, les espèces de Bartonella adaptées aux rongeurs semblent être transmises d'hôte à hôte principalement par des puces, et, dans une moindre mesure, des tiques, des mites et des poux [START_REF] Tsai | Bartonella species and their ectoparasites: selective host adaptation or strain selection between the vector and the mammalian host?[END_REF]. A l'heure actuelle, seule la compétence des puces Ctenophthalmus nobilis nobilis et Xenopsylla ramesis dans la transmission d'espèces de Bartonella ont été clairement démontrées par des études expérimentales [START_REF] Bown | Flea-borne Bartonella grahamii and Bartonella taylorii in bank voles[END_REF][START_REF] Morick | Investigation of Bartonella acquisition and transmission in Xenopsylla ramesis fleas (Siphonaptera: Pulicidae)[END_REF].

Les espèces de Bartonella infectant les rongeurs sont largement distribuées sur tous les continents (Amériques, Europe, Asie, Afrique, Moyen-Orient et Océanie, en excluant les pôles qui n'ont jamais été examinés), arborant des taux de prévalence et une diversité génétique élevés [START_REF] Ying | Genetic and ecologic characteristics of Bartonella communities in rodents in southern China[END_REF][START_REF] Kosoy | Distribution, diversity, and host specificity of Bartonella in rodents from the Southeastern United States[END_REF][START_REF] Jardine | Rodent-associated Bartonella in Saskatchewan, Canada[END_REF][START_REF] Pretorius | Diversity of bartonellae associated with small mammals inhabiting Free State province, South Africa[END_REF][START_REF] Kaewmongkol | Diversity of Bartonella species detected in arthropod vectors from animals in Australia[END_REF][START_REF] Buffet | Coinfection of Borrelia afzelii and Bartonella spp. in bank voles from a suburban forest[END_REF]. La présence d'une telle diversité au sein des communautés de rongeurs partout dans le monde est encore inexpliquée. Néanmoins, de façon générale, toutes les espèces de Bartonella auraient évolué en s'adaptant à des facteurs écologiques liés à l'hôte, au vecteur arthropode et à l'environnement dans lequel l'hôte et le vecteur évoluent [START_REF] Chomel | Ecological fitness and strategies of adaptation of Bartonella species to their hosts and vectors[END_REF]. La spécificité d'hôte, le comportement de l'hôte, le statut immunitaire de l'hôte, la composition et la densité des hôtes, la compétence des vecteurs arthropodes vis-àvis des espèces de Bartonella, la densité de vecteurs, ainsi que la présence d'autres microorganismes (bactéries, virus ou protozoaires) au sein des hôtes sont autant de facteurs qui semblent influencer la dynamique des espèces de Bartonella au sein des communautés de rongeurs sauvages et qui auraient, par le passé, façonné cette diversité.

L'objectif de cette thèse était d'élucider certains de ces aspects en étudiant la diversité des souches de Bartonella circulant au sein d'une population de rongeurs sylvatiques dans une zone de forêt suburbaine française, la forêt de Sénart (Ile-de-France).

En guise d'introduction générale de ce travail de thèse, nous avons donc entrepris d'écrire une revue bibliographique visant à retracer l'histoire naturelle des espèces de Bartonella inféodées aux rongeurs sauvages en établissant un état des lieux des données sur la diversité de ces espèces à travers le monde. Puis en récapitulant les connaissances actuelles concernant les interactions entre les espèces de Bartonella et leurs deux hôtes (les rongeurs et les vecteurs arthropodes), nous avons discuté les stratégies que les bartonellae ont élaborées pour s'adapter aux rongeurs.

Dans un second temps, nous avons mis en évidence l'association qui existe entre les souches de Bartonella et les espèces de rongeurs sylvatiques en Europe.

En nous basant sur une phylogénie robuste, nous avons tout d'abord identifié les souches de Bartonella circulant au sein de la population de rongeurs composés de campagnols roussâtres (Myodes glareolus), de campagnols agrestes (Microtus agrestis) et de mulots sylvestres (Apodemus sylvaticus). Pour construire cette phylogénie, nous avons amplifié et séquencé les fragments de 6 gènes ubiquistes (codant pour des protéines essentielles impliquées dans le métabolisme primaire de la bactérie) que nous avons ensuite concaténés, dans le but de discriminer distinctement les différentes souches de Bartonella isolées et détectées. Dans un premier temps, cette identification précise des souches de Bartonella nous a permis de déterminer leur niveau de spécificité vis-à-vis des espèces de rongeurs. Puis, dans un second temps, nous avons utilisés les séquences des 6 gènes de ménages Au cours de cette thèse, j'ai aussi participé à la détection et à l'identification d'autres espèces bactériennes vectorisées par des tiques et considérées comme des agents pathogènes émergents pour l'homme. J'ai participé à l'identification pour la première fois en France de Candidatus Neoehrlichia mikurensis au sein de campagnols roussâtres capturés dans la région des Ardennes en France. Ensuite,

Rickettsia monacensis, R. helvetica, Anaplasma phagocytophilum, Ehrlichia muris et

Francisella tularensis ont été détectées à partir de tiques collectées sur des chevreuils et des chèvres dans l'est de la Roumanie. Ces travaux ont fait l'objet de 2 publications scientifiques qui ont été ajoutées en annexe de cette thèse.

Chapitre I.

Revue Biliographique Chapitre II.

Merci à 8

 8 Sophie Roussel et à Benjamin Félix pour leur gentillesse et de m'avoir accueilli au sein de leur bureau. J'ai beaucoup apprécié de travailler en votre compagnie. Un grand merci à Elie Marcheteau pour son aide technique redoutable et presque indispensable. Merci Fanny et Elodie pour l'intérêt que vous avez porté à mon travail. Un immense merci à Etienne, Thomas, Ludo, Seb et Loïc pour leurs encouragements, les rappels à l'ordre et pour les apéros botaniques. Merci à Nadia Haddad, Henri-Jean Boulouis et Jacques Guillot de m'avoir accueilli au sein de l'UMR Bipar. Je tiens aussi à les remercier pour leur soutien, leur gentillesse et leurs conseils pertinents. Je remercie chaleureusement tout le bâtiment R de m'avoir supporté ces trois années. Aux « mémères » : merci Martine de m'avoir convaincu de me couper les cheveux, merci Evelyne pour avoir fait du vendredi un jour sacré et merci Danielle de m'avoir caché toutes les solutions des mots-fléchés du 20minutes. Merci pour votre soutien, pour votre aide technique et surtout pour les parties de rigolades ! Merci beaucoup Matthieu pour toutes les démarches que tu as réalisées pour le bon déroulement de ma thèse, et avant tout merci pour tes blagues et ta gentillesse. Merci Dominique pour toute l'aide technique que tu m'as apportée et pour toutes ces discussions enrichissantes. Merci beaucoup Françoise de m'avoir toujours défendu face à la critique. Merci Sara de m'avoir montré qu'il n'y avait pas de problème mais que des solutions ! Merci Sandrine de m'avoir prouvé que la rédaction d'une thèse est en fait extrêmement simple : un sujet, un verbe, un complément. Merci à Nicoco, Thibaut, Lorraine et Jennifer pour ces pauses bien méritées au bar belge le jeudi soir ! (Quand je pouvais venir bien sûr) Merci à Elodie C., Elodie D. et Marie-Pierre pour leur bonne humeur. Merci à Liu d'avoir été un collègue de bureau aussi agréable. Je tenais à remercier également Emilie Sechi, Sophie LePoder et tous les étudiants de l'école qui ont collecté des échantillons de sang de chien. Sommaire Remerciements .............................................................................................................................1 Sommaire .....................................................................................................................................4 Introduction générale ....................................................................................................................5 Chapitre I : Revue Bibliographique .................................................................................................Natural history of Bartonella infecting rodents in the light of new knowledge on genomics, diversity and evolution Chapitre II : Article 1 .................................................................................................................... 42 Diversité et Recombinaison au sein de souches de Bartonella colonisant une communauté de rongeurs sylvatiques : vers une meilleure compréhension de la spécificité d'hôte

  pour détecter et quantifier les événements de recombinaison homologue entre les différentes souches de Bartonella. En utilisant les événements de recombinaison comme indicateur de co-infections, nous avons cherché à comprendre comment les différentes souches de Bartonella interagissent au sein des individus de la communauté de rongeurs. Dans un troisième temps, nous avons contribué à la découverte des interactions qui peuvent se produire entre les espèces de Bartonella et d'autres microorganismes avec qui elles constituent une communauté écologique au sein des populations de rongeurs. Nous avons alors étudié l'impact que pourrait avoir la présence de Borrelia afzelii, une bactérie connue pour infecter fréquemment les rongeurs sylvatiques en Europe, sur la prévalence des espèces de Bartonella. Nous avons donc établit la prévalence et la diversité de Borrelia afzelii et des espèces de Bartonella au sein d'une population de campagnols roussâtres. Puis, en utilisant des tests statistiques, nous avons déterminé la fréquence des co-infections entre Borrelia afzelii et les souches de Bartonella au sein des individus afin d'observer d'éventuelles interactions entre les 2 genres bactériens.

Diversité et Recombinaison au sein de souches de Bartonella colonisant une communauté de rongeurs sylvatiques : vers une meilleure compréhension de la spécificité d'hôte Chapitre II. Diversité et Recombinaison au sein de souches de Bartonella colonisant une communauté de rongeurs sylvatiques : vers une meilleure compréhension de la spécificité d'hôte (Article 1) Introduction

  Myodes glareolus) à partir desquelles ils ont été isolés[START_REF] Paziewska | Differences in the ecology of Bartonella infections of Apodemus flavicollis and Myodes glareolus in a boreal forest[END_REF]. Récemment, la comparaison des génomes complets de 2 espèces de Bartonella associées aux rongeurs (B. tribocorum et B. grahamii) avec les génomes d'espèces inféodées au chat et à l'homme a révélé que les souches hébergées par les rongeurs possèdent une plus grande quantité de gènes codant pour des facteurs de virulence que les autres espèces[START_REF] Berglund | Run-off replication of host-adaptability genes is associated with gene transfer agents in the genome of mouse-infecting Bartonella grahamii[END_REF]. D'une manière étonnante, les gènes de virulence de B. grahamii sont empaquetés dans des particules de bactériophage permettant aux souches de B. grahamii d'échanger du matériel génétique rapidement, ce qui faciliterait les changements d'hôte et expliquerait le manque de spécificité observé auparavant[START_REF] Berglund | Run-off replication of host-adaptability genes is associated with gene transfer agents in the genome of mouse-infecting Bartonella grahamii[END_REF]. spécificité d'hôte pour la majorité des génotypes obtenus lors de cette étude. En revanche, la phylogénie des séquences virB5 ne reflète pas cette spécificité d'hôte confirmant que l'interaction des espèces de Bartonella à leur hôte rongeur ne dépend pas uniquement de la protéine VirB5. En effet, l'association des espèces de Bartonella avec leur hôte est régit par un système bien plus complexe, faisant intervenir de nombreux autres gènes codant pour des protéines impliquées dans l'adhésion et l'invasion des cellules endothéliales et des globules rouges de l'hôte (d'autres composants des SST4, des adhésines, des autotransporteurs, …)[START_REF] Saenz | Genomic analysis of Bartonella identifies type IV secretion systems as host adaptability factors[END_REF][START_REF] Dehio | Infection-associated type IV secretion systems of Bartonella and their diverse roles in host cell interaction[END_REF].En utilisant les six gènes de ménages, nous avons démontré que les transferts horizontaux ont bien plus contribué à générer de la diversification au sein des souches de Bartonella que les mutations spontanées. De plus, il s'avère que les événements de recombinaison homologue sont bien plus fréquents au sein de 5 groupes ou clades appartenant à l'espèce B. taylorii, d'un second lot de 28 souches groupées en 1 seul clade correspondant à B. grahamii, de 6 souches affiliées à B. doshiae et d'une souche formant une nouvelle espèce à proximité de B. rochalimae. Le même phénomène a été observé au sein de souches de B. grahamii isolées à partir de campagnols et de mulots en Angleterre et en Suède [42]. Deux scénarios sont alors possibles. D'une part, comme il a été suggéré pour B. quintana [43], ce goulot d'étranglement serait le résultat d'un changement d'hôte relativement récent des souches de B. grahamii depuis la population de campagnols roussâtres vers un autre hôte rongeur sympatrique qui n'a pas été échantillonné lors de cette étude. Par exemple, le Tamia de Sibérie (Tamias Bartonella circulant au sein des autres espèces sympatriques de rongeurs en forêt de Sénart afin de savoir si ces rongeurs sont capables d'acquérir les souches de Bartonella hébergées par les campagnols roussâtres et les mulots. Plus particulièrement, l'identification des souches de Bartonella circulant au sein des Tamias de Sibérie et d'écureuil roux (Sciurus vulgaris) permettrait de savoir si ces animaux hébergent des souches spécifiques de B. washoensis, distinctes des autres souches de B. washoensis isolées chez les espèces de sciuridés aux Etats-Unis d'Amérique et en Chine [41]. Dans un second temps, en mettant en relation les souches identifiées distinctement et les espèces de rongeurs à partir desquelles elles ont été isolées, nous avons constaté que la majorité des souches obtenue dans cette étude était hébergée exclusivement par le campagnol roussâtre, mise à part 2 génotypes regroupés au sein d'un même clade de B. taylorii et obtenus uniquement à partir de mulots. Ces résultats indiquent donc une forte spécificité des génotypes au sein de B. taylorii, B. grahamii, B. doshiae et B. rochalimae-like vis-à-vis des campagnols roussâtres et des mulots. Nous avons tout de même identifié quelques génotypes affiliés à B. taylorii qui présentaient un spectre d'hôte plus large, en ayant été retrouvés, d'une part, chez des campagnols roussâtres et un campagnol agreste, et d'autre part, chez des campagnols roussâtres et des mulots sylvestres. Bartonella (B. bacilliformis et B. quintana spécifiques de l'homme, B. henselae spécifique du chat et B. tribocorum spécifique du rat) a permis de découvrir que ces bactéries partagent 959 gènes codant pour des protéines impliquées dans l'invasion de l'hôte [45]. De surcroit, la comparaison des séquences complètes des génomes d'espèces associées aux rongeurs (B. tribocorum et B. grahamii) avec ceux d'espèces inféodées au chat et à l'homme a révélé que ces espèces possèdent une quantité de gènes de virulence bien plus importante que les espèces spécifiques de l'homme et du chat [27]. Dans un troisième temps, en quantifiant les événements de recombinaison homologue au sein des souches de B. taylorii et de B. grahamii obtenues lors de cette étude, nous avons montré que la recombinaison joue un rôle important dans la diversification de ces souches. nous avons constaté que les événements de recombinaison au sein des souches de B. taylorii étaient beaucoup plus fréquents qu'au sein des souches apparentées à B. grahamii. Ces résultats sont cohérents avec la différence de diversité observée auparavant entre ces deux espèces. De Au sein des populations naturelles de campagnols agrestes en Angleterre, il est maintenant avéré que B. taylorii interagit avec d'autres microorganismes, tels que le cowpox virus, Babesia microtii ou bien Anaplasma phagocytophylum [33]. Une multitude d'autres microorganismes peuvent infectés les rongeurs et donc potentiellement interagir avec les espèces de rongeurs au sein des populations naturelles. Une étude sur la prévalence et la diversité des espèces de Borrelia burgdorferi sensu lato, agent de la borréliose de Lyme, au sein d'une population de campagnols roussâtres a été menée dans la forêt de Sénart [34], ce qui nous a conduits à évaluer l'occurrence des co-infections par Borrelia et des souches de Bartonella parmi les campagnols pour ainsi vérifier si les 2 genres bactériens peuvent interagir. Lors de cette étude, qui constitue le troisième chapitre de cette thèse, nous avons montré que ces campagnols roussâtres sont infectés par divers génotypes affiliés à 3 espèces de Bartonella (B. taylorii, B. grahamii et B. doshiae) avec une prévalence de 56,4% et par un unique génotype de Borrelia afzelii présent dans 11% de la population. Nous avons constaté que les co-infections par Borrelia afzelii et les espèces de Bartonella peuvent se produire au sein de la population de campagnols mais semblent dues au hasard, suggérant que les 2 genres bactériens n'interagissent pas. Toutefois, la surveillance de plusieurs agents pathogènes (Borrelia burgdorferi, Babesia microti et Ehrlichia spp.) connus pour être véhiculés par les tiques au sein d'une population de souris à pattes blanches (Peromyscus leucopus) menée dans le centre ouest des Etats-Unis d'Amérique a permis la découverte de B. vinsonii subsp. arupensis [48]. Etonnement, les auteurs de cette étude ont remarqué que cette espèce de Bartonella infectait les souris à pattes blanches conjointement avec Borrelia burgdorferi [48]. Néanmoins, lors de cette étude en 1998, le complexe d'espèces Borrelia burgdorferi sensu lato n'était pas encore clairement subdivisé en espèces distinctes [35]. A l'heure actuelle, ce complexe d'espèces comprend 18 espèces structurées géographiquement, Borrelia Lors de ce travail de thèse, nous avons isolé et caractérisé une collection unique de souches de Bartonella obtenue à partir d'une population naturelle de rongeurs sylvatiques. Par une identification précise de ces souches, nous avons démontré une forte association des génotypes avec les espèces de rongeurs. Cependant, les bases génétiques de cette spécificité d'hôte restent encore à découvrir. Le séquençage et la comparaison des génomes complets de souches représentatives de B. doshiae, de B. grahamii et de chaque clade de B. taylorii nous permettront d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la spécificité d'hôte ainsi que les différences subtiles qui peuvent exister entre des souches phylogénétiquement proches mais qui infectent des hôtes différents.

	Discussion générale et Perspectives roussâtres et les mulots sylvestres devrait nous permettre de vérifier cette
	hypothèse.
	Cette thèse présentait comme objectif de contribuer à l'élucidation de
	l'écologie des souches de Bartonella adaptées aux micromammifères en Europe, en Les 2 hôtes des bartonellae, l'hôte mammifère et le vecteur arthropode,
	étudiant le niveau d'association qui lie ces souches à leur hôte et en déterminant Dans un premier temps, la taille restreinte de la population et l'homogénéité influencent de façon majeure la structuration des souches de par la spécificité d'hôte
	l'influence de Borrelia afzelii sur la diversité des espèces de Bartonella. Dans un nucléotidique observées au sein des souches de B. grahamii sont caractéristiques et la compétence vis-à-vis des souches respectivement [5]. Cependant, d'autres
	L'interaction entre une bactérie intracellulaire et son hôte fait intervenir des facteurs de virulence de la bactérie qui se lient spécifiquement à des récepteurs présentés à la surface des cellules de l'hôte. Au sein des populations naturelles, la Fig. 2 Introduction Dans le second chapitre de cette thèse, nous avons démontré une homogénéité parmi les souches de B. grahamii, et à l'inverse, une diversification des souches de B. taylorii. Nous avons aussi montré que toutes les souches de premier temps, l'étude de la diversité des souches de Bartonella circulant au sein d'une communauté de rongeurs sylvatiques dans une zone de forêt suburbaine française (la forêt de Sénart) nous a mené à explorer le degré de spécificité de ces souches vis-à-vis des espèces de rongeurs. Au niveau moléculaire, cette spécificité d'hôte est régit par plusieurs systèmes de sécrétion de type IV (SST4) qui permettent l'adhésion et l'invasion des cellules endothéliales de la niche primaire ainsi que des érythrocytes [32]. A partir de souches représentatives de chaque clade identifié auparavant, nous avons donc utilisé la séquence du gène codant pour la protéine VirB5 qui compose le pilus du SST4 VirB/D4 (impliquée dans l'invasion de la niche primaire) pour confirmer la spécificité d'hôte. Cependant la phylogénie basée sur le gène virB5 n'a pas révélé la facteurs peuvent impacter sur la diversité et la dynamique des souches de d'un goulot d'étranglement. puces infestant les campagnols roussâtres a été étudiée auparavant, et 3 espèces Bartonella.
	La présence de l'espèce bactérienne Borrelia afzelii au sein des campagnols roussâtres a déjà été décrite dans la zone d'étude (la forêt de Sénart) [34]. En Europe, la bactérie Borrelia afzelii, appartenant au complexe d'espèce Borrelia burgdorferi sensu lato et agent de la borréliose de Lyme, infecte fréquemment les Lors de l'étude constituant le second chapitre de cette thèse, nous avons donc utilisé les séquences de 6 gènes de ménages pour construire une phylogénie robuste et ainsi identifier précisément les 193 souches de Bartonella détectées et/ou isolées à partir d'une population de rongeurs constituées de campagnols roussâtres, ont été identifiées, principalement Ctenophthalamus agyrtes impavidus, Megabothris turbidus, et dans une moindre mesure Ctenophthalamus congener (données recueillies par Benoît Pisanu et Jean-Louis Chapuis). L'étude de la diversité des espèces de Bartonella véhiculées par ces espèces de puces, ainsi que l'étude de leur compétence vis-à-vis des souches de Bartonella identifiées lors de ce travail, devrait nous permettre de mieux comprendre les différences de structure génétique spécificité d'hôte observée en utilisant les gènes de ménage. Ce dernier résultat montre que l'interaction entre les espèces de Bartonella et leur hôte ne dépend pas uniquement de la protéine VirB5, mais d'un système bien plus complexe faisant intervenir une multitude de gènes codant pour des facteurs de virulence, tels que d'autres SST4, des adhésines, des autotransporteurs, … En effet, la comparaison donc supposé que les souches de Bartonella peuvent être transmises par le même vecteur arthropode, où elles auraient l'opportunité de recombiner. De plus, la communauté de puces infestant les campagnols roussâtres et les mulots sylvestres en forêt de Sénart a déjà été étudiée, et la diversité de puces s'est révélée des génomes complets de quatre espèces de Sigmodon, sont co-infectées par différents génotypes de Bartonella [46]. Nous avons équivalente entre les 2 espèces de rongeurs, appuyant l'hypothèse d'échanges
	Fig. 1

diversité des facteurs de virulence et des récepteurs régit le spectre d'hôte que les bactéries sont capables d'infecter, et définit alors la spécificité d'hôte. La spécificité d'hôte est une caractéristique intrinsèque de nombreuses bactéries pathogènes

[START_REF] Finlay | Exploitation of mammalian host cell functions by bacterial pathogens[END_REF]

.

Le genre Bartonella apparait comme un excellent modèle pour l'étude de la spécificité d'hôte. En effet, chaque espèce de Bartonella est adaptée à une ou quelques espèces de mammifère, au sein desquelles la bactérie induit une bactériémie intra-érythrocytaire persistante

[START_REF] Deng | Strategies of exploitation of mammalian reservoirs by Bartonella species[END_REF]

. Les bartonellae sont transmises par des arthropodes hématophages à leurs hôtes dans lesquels elles colonisent des cellules endothéliales vasculaires en tant que niche primaire. Puis, par vagues successives, les bactéries sont disséminées dans le sang où elles adhèrent et envahissent les érythrocytes. L'invasion des cellules endothéliales et des érythrocytes par les bactéries du genre Bartonella dépend de systèmes de sécrétion de type IV (SST4), codés par plusieurs opérons (trw, virB/virD et vbh) compris au sein d'ilots de pathogénicité

[START_REF] Deng | Strategies of exploitation of mammalian reservoirs by Bartonella species[END_REF][START_REF] Eicher | Bartonella entry mechanisms into mammalian host cells[END_REF]

.

Alors que certaines espèces de

Bartonella sont fortement associées à leur hôte réservoir (telles que B. henselae et le chat ou bien B. bacilliformis et l'homme), les preuves d'associations entre les bartonellae et les espèces de rongeur varient selon les études et selon la localisation des espèces de rongeurs. En Europe, de nombreuses études ont montré que B. taylorii, B. grahamii et B. doshiae infectent fréquemment plusieurs espèces de rongeurs au même endroit [24-26], évoquant ainsi un manque de spécificité de ces bartonellae pour leurs hôtes mammifères. Cependant, une équipe polonaise a rapporté une forte spécificité d'hôte entre la plupart des génotypes de Bartonella (B. taylorii, B. grahamii et B. birtlesii) et les espèces de rongeurs (Apodemus flavicollis et L'objectif de cet article a été de mieux comprendre l'adaptation des espèces de Bartonella à leurs hôtes rongeurs, en isolant et caractérisant des souches de Bartonella colonisant une communauté de rongeurs sylvatiques dans une forêt suburbaine française. Nous avons alors établit une phylogénie robuste afin de (i) décrire la diversité des souches circulant au sein de cette communauté de rongeurs ; (ii) déterminer le niveau de spécificité de chaque souche vis-à-vis des espèces de rongeurs ; et (iii) détecter et identifier les transferts horizontaux d'ADN entre les souches de Bartonella dans le but de déterminer si elles peuvent co-infecter le même hôte (mammifère ou vecteur). Nous avons enfin examiné la diversité d'un gène de virulence codant pour la protéine VirB5 qui est l'une des composantes du pilus du SST4 VirB/D4 impliquée dans l'invasion des cellules endothéliales, dans le but d'observer une éventuelle association avec l'hôte. B. taylorii que de B. grahamii, ce qui corrèle avec la différence de diversité observée entre les 2 espèces. Par la suite, la visualisation des transferts horizontaux nous a permis de constater, d'une part, que les génotypes de B. taylorii et B. grahamii strictement associées aux campagnols roussâtres recombinent entre eux. D'autre part, les génotypes de B. taylorii exclusivement adaptées aux mulots recombinent avec les génotypes de B. taylorii et B. grahamii associées aux campagnols roussâtres. Malgré la spécificité d'hôte observée auparavant, ces transferts horizontaux entre les différents génotypes sont la preuve de leur co-présence à un moment donné au cours de leur cycle de vie. Cette étude est la première du genre en Europe à décrire la diversité des souches de Bartonella aussi finement pour établir clairement la spécificité d'hôte visà-vis des espèces de rongeurs sylvatiques. De plus, lors de ce travail, nous avons obtenu une collection unique de souches à partir d'une population naturelle de rongeurs que nous pourrons utiliser pour des analyses complémentaires afin d'explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans cette spécificité d'hôte. Bartonella peuvent recombiner et ont donc l'opportunité d'interagir entre elles, malgré une barrière physique liée à la spécificité d'hôte. Nous en avons alors déduis que le deuxième hôte des bartonellae, le vecteur arthropode, joue un rôle majeur dans la structuration des souches. Cependant, d'autres facteurs peuvent avoir un impact sur la diversité et la dynamique des souches de Bartonella. En effet, en Angleterre, il a été prouvé par des tests statistiques robustes et par un échantillonnage conséquent que l'infection des campagnols agrestes par B. taylorii module, et est modulée par l'infection d'autres bactéries, virus et protozoaires [33]. Les auteurs ont montré que la présence du cowpox virus favorisait la susceptibilité des campagnols vis-à-vis de B. taylorii, et augmentait la durée de la bactériémie. Au contraire, l'infection de ces campagnols par Babesia microtii et Anaplasma phacytophylum impactait de façon négative sur l'infection par B. taylorii, certainement à cause d'une réponse immunitaire croisée et/ou d'une compétition pour des ressources communes [33]. De nombreux autres microorganismes peuvent infecter les espèces de micromammifères, et peuvent donc potentiellement interagir avec les espèces de Bartonella.

rongeurs sylvatiques, incluant le mulot sylvestre et le campagnol roussâtre

[START_REF] Marsot | Introduced Siberian Chipmunks (Tamias sibiricus barberi) Harbor More-Diverse Borrelia burgdorferi Sensu Lato Genospecies than Native Bank Voles (Myodes glareolus)[END_REF][START_REF] Margos | Population genetics, taxonomy, phylogeny and evolution of Borrelia burgdorferi sensu lato[END_REF]

.

La spécificité d'hôte des espèces de Bartonella circulant au sein des communautés de rongeurs sylvatiques en Europe n'est pas clairement établie et reste encore aujourd'hui un sujet de controverse. La plupart des études visant à décrire la diversité des bartonellae au sein des espèces de rongeurs se sont basées sur le gène gltA. Or, il a été prouvé récemment que l'utilisation de ce gène est limitée pour résoudre les relations phylogénétiques entre les souches de Bartonella étroitement liées. De plus, au sein de gltA, des événements de recombinaison homologue peuvent avoir lieu entre des souches proches, voire entre différentes espèces, ayant pour conséquence une mauvaise identification de ces souches

[START_REF] Paziewska | Recombination within and between species of the alpha proteobacterium Bartonella infecting rodents[END_REF]

.

Ainsi le manque de précision dans la discrimination des souches pourrait avoir biaisé la déduction de la spécificité d'hôte dans les études ultérieures. L'utilisation de plusieurs gènes codant pour des protéines a été démontrée comme étant plus appropriée pour l'étude d'espèces bactériennes apparentées

[START_REF] Hanage | Fuzzy species among recombinogenic bacteria[END_REF][START_REF] Bishop | Assigning strains to bacterial species via the internet[END_REF]

. En effet, l'analyse des séquences de plusieurs gènes de ménage (Multilocus Sequence Analysis) procure un outil puissant pour délimiter des groupes de souches de Bartonella proches afin d'analyser leur distribution écologique

[START_REF] Inoue | Evolutional and geographical relationships of Bartonella grahamii isolates from wild rodents by multi-locus sequencing analysis[END_REF][START_REF] Inoue | Multi-locus sequence analysis reveals host specific association between Bartonella washoensis and squirrels[END_REF]

.

de campagnols agrestes et de mulots sylvestres. Au sein de la population globale de rongeurs, cette phylogénie a permis l'identification d'un premier lot de 150 souches structurées en sibiricus), introduit en France il y a une quarantaine d'année, colonise en partie la zone d'étude (la forêt de Sénart) partageant ainsi le même habitat que les campagnols roussâtres et les mulots sylvestres [44], et, en tant qu'espèce introduite, ce nouvel hôte serait donc susceptible d'être infecté par B. grahamii. D'autre part, le goulot d'étranglement subi par B. grahamii profiterait aux souches de B. taylorii qui semblent à l'inverse se diversifier en différentes lignées pour occuper les niches écologiques (hôtes ou vecteurs) vides. Etant donné que la majorité des génotypes de B. taylorii et de B. grahamii sont hébergés par les campagnols roussâtres, la transmission d'hôte à hôte pour les souches de B. grahamii serait restreinte à un seul type de vecteur alors que les souches de B. taylorii auraient la possibilité d'être transmises par une plus grande diversité de vecteurs. De plus, la communauté de observées entre B. taylorii et B. grahamii. Par ailleurs, il serait aussi intéressant de caractériser les souches de façon étonnante, l'analyse du génome complet d'une souche de B. grahamii isolée en Suède a conduit à la découverte d'un agent de transfert de gène qui enveloppe des morceaux d'ADN bactérien de façon aléatoire [27]. Au regard de nos résultats, il est très probable que B. taylorii possède un mécanisme similaire. Le séquençage des génomes complets des souches de B. taylorii nous permettra de vérifier cette hypothèse. Par ailleurs, en identifiant et en visualisant les événements de recombinaison homologue qui se sont produits entre les souches, nous avons montré que, malgré la barrière physique liée à la spécificité d'hôte, les souches de B. taylorii associées aux mulots sylvestres ont l'opportunité d'échanger du matériel génétique avec les souches de B. taylorii et de B. grahamii associées aux campagnols roussâtres. Ces transferts horizontaux entre les différentes souches témoignent donc de leur co-

présence à un moment donné au cours de leur cycle de vie. Une étude américaine a révélé que presque toutes les puces, infestant une population de rats du genre génétiques au sein du vecteur

[START_REF] Pisanu | Fleas community in introduced Siberian chipmunks (Tamias sibiricus Laxmann) in Forest of Senart, France][END_REF]

. Une fois de plus, l'étude de la diversité d'espèces de Bartonella au sein de la population de Siphonaptères infestant les campagnols

Au-delà de l'espèce, les génotypes affiliés à B. taylorii sont structurés en 5 groupes ou clades bien distincts et présentent une diversité nucléotidique élevée au sein des gènes de ménages, alors que les génotypes de B. grahamii sont relativement homogènes, formant un unique groupe sans structure phylogénétique marquée. Au sein des souches de B. grahamii, la restriction de diversité et la taille de la population sont caractéristiques d'un goulot d'étranglement, profitant vraisemblablement aux souches de B. taylorii qui, à l'inverse, se diversifient en différentes lignées pour occuper les niches écologiques (hôtes ou vecteurs) laissées vacantes. L'analyse des séquences virB5 confirme ce phénomène en indiquant une grande diversité de séquences pour les souches de B. taylorii et une homogénéité au sein des souches de B. grahamii. Etant donné que la plupart des génotypes étaient hébergés par les campagnols roussâtres, nous avons émis l'hypothèse que le goulot d'étranglement subi par les souches de B. grahamii serait dû à une transmission d'hôte à hôte restreinte à un seul type de vecteur, alors que les souches de B. taylorii seraient capables d'être vectorisées par une plus grande diversité de puces. En comparant le portage des génotypes de Bartonella par les différentes espèces de rongeurs collectées, nous avons démontrés que le cortège de Bartonella est bien plus diversifié au sein des campagnols roussâtres qu'au sein des campagnols agrestes ou des mulots. Nous avons aussi constaté que seuls les campagnols roussâtres hébergeaient l'intégralité des génotypes identifiés durant cette étude, à l'exception de 2 génotypes, qui se regroupent en 1 clade distinct au sein de l'espèce B. taylorii et qui ont été retrouvés exclusivement chez certains mulots. De plus, quelques génotypes au sein de 2 clades de B. taylorii sont hébergés d'une part, chez le campagnol roussâtre et chez le campagnol agreste et d'autre part, chez le campagnol roussâtre et le mulot. Ces résultats indiquent donc une

afzelii étant présente uniquement sur le continent eurasien[START_REF] Margos | Population genetics, taxonomy, phylogeny and evolution of Borrelia burgdorferi sensu lato[END_REF]. Ces observations indiquent donc que les interactions entre les bartonellae et la communauté de parasites avec qui elles cohabitent au sein des populations de rongeurs varient selon la localisation des souches de Bartonella, leurs propriétés biologiques et celles des autres microorganismes, ainsi que la physiologie de l'hôte.En outre, la diversité et la dynamique des espèces de Bartonella sont sujettes à d'autres facteurs liés à l'hôte et au vecteur. Afin d'étudier l'impact de l'abondance de l'hôte et des vecteurs, ou bien de la physiologie de l'hôte, plusieurs études longitudinales ont été réalisées en Afrique, aux Etats-Unis et en Europe. Au sein des populations de rongeurs, toutes ces études ont montré des variations saisonnières et liées à l'âge, des taux de prévalence des espèces de Bartonella[START_REF] Paziewska | Differences in the ecology of Bartonella infections of Apodemus flavicollis and Myodes glareolus in a boreal forest[END_REF][START_REF] Fichet-Calvet | Patterns of infection of haemoparasites in the fat sand rat, Psammomys obesus, in Tunisia, and effect on the host[END_REF][START_REF] Kosoy | Prospective studies of Bartonella of rodents. Part I. Demographic and temporal patterns in population dynamics[END_REF][START_REF] Jardine | Demographic features of Bartonella infections in Richardson's ground squirrels (Spermophilus richardsonii)[END_REF][START_REF] Morway | A longitudinal study of Bartonella infection in populations of woodrats and their fleas[END_REF][START_REF] Bai | Temporal and spatial patterns of Bartonella infection in black-tailed prairie dogs (Cynomys ludovicianus)[END_REF][START_REF] Telfer | Contrasting dynamics of Bartonella spp. in cyclic field vole populations: the impact of vector and host dynamics[END_REF]. Par exemple, dans les états de l'est des Etats-Unis, des variations mensuelles de la prévalence des espèces de Bartonella au sein d'une population de rats du genre Sigmodon (Sigmodon hispidus) ont été observées, avec des taux allant de 49% en juin jusqu'à 95% en octobre[START_REF] Kosoy | Prospective studies of Bartonella of rodents. Part I. Demographic and temporal patterns in population dynamics[END_REF]. De plus, parmi les individus de cette population, les auteurs ont montré que 90% des jeunes individus étaient infectés contre un peu moins de 40% chez les individus les plus âgés[START_REF] Kosoy | Prospective studies of Bartonella of rodents. Part I. Demographic and temporal patterns in population dynamics[END_REF]. Les variations saisonnières de prévalence observées en Europe et aux Etats-Unis sont probablement liées aux variations saisonnières des réponses inflammatoires des hôtes dues à la photopériode et à la période de reproduction[START_REF] Jackson | The analysis of immunological profiles in wild animals: a case study on immunodynamics in the field vole, Microtus agrestis[END_REF], alors que les variations liées à l'âge des individus seraient dues à l'acquisition d'une immunité contre les souches de Bartonella. Toutes les études précédentes ont décrit ces variations de prévalence au niveau de l'espèce. Les rongeurs choisis lors de ce projet ont été préalablement utilisés pour étudier les variations de densité des populations de campagnols et de mulots en forêt de Sénart. Ces rongeurs ont donc été capturés tous les mois, de mars à novembre en 2007 et 2008. De façon étonnante, les densités de campagnols et de mulots présentent une évolution identique, avec des variations très marquées entre 2007 et 2008. Afin d'observer l'effet de la densité des populations de rongeurs sur la diversité et la prévalence des souches de Bartonella, nous avons l'intention d'étudier les variations saisonnières des souches de Bartonella, précisément identifiées, pour les mettre en relation avec les variations de densité des campagnols et des mulots.

Remerciements

Conclusions

Les campagnols roussâtres sont infectés par diverses espèces de Bartonella

Annexe I Annexe II

RESUME

Les bactéries du genre Bartonella sont des alpha-proteobacteria intracellulaires facultatives, capables d'infecter les érythrocytes d'une multitude d'espèces de mammifères. A ce jour, 33 espèces de Bartonella ont été recensées incluant une vingtaine d'espèces identifiées chez des rongeurs, dont certaines sont associées à des maladies chez l'homme. Des études provenant de différentes parties du monde montrent que les populations de rongeurs hébergent une grande diversité d'espèces de Bartonella avec des taux de prévalence élevés. Plusieurs facteurs liés à l'hôte, au vecteur et à l'environnement dans lequel ils évoluent influencent et auraient, par le passé façonné cette diversité. L'objectif de cette thèse a été d'élucider certains de ces facteurs en étudiant la diversité des souches de Bartonella circulant au sein d'une population de rongeurs sylvatiques dans une zone de forêt périurbaine française, la forêt de Sénart. Dans un premier temps, en nous basant sur une phylogénie précise et robuste, nous avons identifié 63 génotypes apparentés à 3 espèces connues de Bartonella (B. taylorii, B. grahamii et B. doshiae) communément retrouvées au sein des rongeurs sylvatiques en Europe et à une nouvelle espèce proche de B. rochalimae. Nous avons montré que la majorité des souches obtenues lors de cette étude sont fortement associées soit aux campagnols roussâtres soit aux mulots sylvestres. Malgré la barrière physique liée à la spécificité d'hôte, nous avons observé des échanges de matériel génétique entre les souches de Bartonella associées aux campagnols roussâtres et les souches adaptées aux mulots, suggérant que ces souches peuvent cohabiter au sein de leur vecteur. Dans un second temps, en évaluant l'impact de l'espèce bactérienne Borrelia afzelii sur la présence et la diversité des souches de Bartonella au sein d'une population de campagnols roussâtres par des outils statistiques, nous avons observé des coinfections par les deux genres bactériens au sein d'un même rongeur, mais ces deux bactéries ne semble pas interagir.

ABSTRACT

Gram-negative bacteria belonging to the genus Bartonella are facultative intracellular bacteria which can infect the red blood cells of a wide variety of mammal species. To date, 33 Bartonella have been validly described including 20 of them identified in rodents, of which some are associated with human case of illness. Studies from many parts of the world indicate that rodent populations carry high diversity of Bartonella species with high rates of prevalence. Several factors linked to host, arthropod vector and the environment in which they have evolved have shaped and influence this diversity. The purpose of this PhD project was to better understand some of these factors by studying the Bartonella strains circulating within a community of sylvatic rodents in a French suburban forest, the Sénart forest. Firstly, based on an accurate and robust phylogeny, we identified 63 Bartonella genotypes affiliated to 3 known Bartonella species (B. taylorii, B. grahamii and B. doshiae), frequently recovered from woodland rodents in Europe, and to one new Bartonella species in proximity to B. rochalimae. We demonstrated that the majority of genotypes obtained here are highly specific either bank voles or wood mice. Despite the physical barrier created by host specificity, we observed exchanges of genetic material between Bartonella strains associated to bank voles and strains specific to wood mice, suggesting that these strains can co-habit within the arthropod vector. Secondly, we assessed, using statistical tools, the impact of Borrelia afzelii on prevalence and diversity of Bartonella strains within a population of field voles, and we observed that these two bacteria can be found in conjunction, but they do not appear to interact.

Mots-clés: Bartonella, diversité, phylogénie, spécificité d'hôte, recombinaison homologue, Borrelia afzelii, interaction