Spécificité de Yersina Pestis orientalis biotype dans l'histoire naturelle de peste, Specificity of the Yersinia Pestis biotype orientalis in the natural history of plague

Saravanan Ayyadurai

Description

Sous la direction de Michel Drancourt
Thèse soutenue le 02 juillet 2010: Aix Marseille 2
Yesinia pestis est l'agent de la peste, maladie infectieuse spontanément mortelle, et une bactérie classée parmi les agents de bioterrorisme de groupe A [http://www.bt.cd.gov/agent/plague]. Les cas sporadiques ont été rapportés dans plusieurs pays d'Asie, d'Afrique, et d'Amérique et la peste reste endémique en Afrique (République Démocratique du Congo; Madagascar) qui déclare le plus grand nombre de cas annuels. La majorité de cas de peste chez les humains et les animaux sauvages se manifeste dans les régions délimitées géographiquement et appelées communément les foyers de la peste. Les mécanismes de la résistance de la peste dans le sol des foyers reste de nos jours un sujet de recherche alors que la peste est maintenant considérée comme une maladie re-émergente. Au cours de notre travail, nous avons développé un outil pour l'identification de Y. pestis par spectrométrie de masse MALDI-TOF MS. Cette méthode s'est avérée très simple et efficace pour l'identification au niveau des espèces, et constitue une méthode de première ligne d'identification. Nous avons ensuite montré que Y. pestis survivait et maintenait sa virulence pendant au moins neuf mois dans le sol stérilisé par la vapeur et humidifié, dépourvu d'éléments nutritifs ajoutés et d'invertébrés du sol. Afin de contribuer à l'étude de l'épidémiologie de la peste, nous avons démontré que seul le biovar Oriantalis est transmis dans un modèle animal par les poux d'homme (Pediculus humanus), les biovars Antiqua et Medievalis de Y. pestis n'étant pas transmissibles par les poux de corps. Le mécanisme impliqué dans la transmission de la peste par les poux de corps reste inconnu, ce qui voudrait dire que le mécanisme de l'adaptation de Y. pestis Orientalis à des nouveaux vecteurs qui sont corrélés aux circonstances de l'épidémie mortelle provoquée par la peste bubonique, reste aussi inconnu. Au cours d'un dernier travail, nous avons étudié des nouveaux composés pour la prophylaxie de la peste. Notamment, nous avons évalué le potentiel du lovastatine dans la prévention de la mortalité pendant la peste. Il a été démontré sur un modèle d'expérimentation avec les souris que la lovastatine réduisait considérablement le taux de mortalité associée à la peste. Toutes les données que nous avons rapportées dans ce rapport de thèse sont destinées à mieux comprendre le cycle épidémiologique de la peste.
-Yersinia pestis
Yersinia pestis is the agent of deadly plague and a bacterium listed in the group A of potential bioterrorism agents [http://www.bt.cdc.gov/agent/plague/]. Sporadic cases are reported in several countries in Asia, Africa and America. Majority of human plague cases and enzootic animals occur in the geographical areas of so-called plague foci. The mechanisms sustaining geographical foci of plague remain poorly understood and plague been classified as a currently re-emerging disease. As first step, we established new front line tool for Y. pestis identification by using MALDI-TOF MS. This method was demonstrated to be simple and effective for Y. pestis identification at species level. Second step, we demonstrated that Y. pestis survived fully virulent for at least 9 months in a steam sterilized, humidified soil devoid of any nutritional supplements or any soil invertebrates. In third step we successfully demonstrated that the human louse (Pediculus humanus) as vector of plague and the body lice transmission of plague was restricted to Orientalis biovar; Antiqua and Medievalis biovars of Y. pestis were not able to transmit by body lice. This result shows that a un- explained mechanism is involved in the body lice transmission of plague and Y. pestis Orientalis adaptation to newly described vectors which effectively correlates the mass death caused by bubonic plague in Black Death individuals. Finally we conclude our study by exploring new compounds for the plague prophylaxis. The potential role of lovastatin in the prevention of mortality during plague was assessed. Lovastatin could significantly reduce the mortality associated with plague in an experimental mouse model. All These data herein we reported in our study may help to better understanding the epidemiology of plague.
-Yersinia pestis biotypes
-Human body lice
-Plague prophylaxis
-Lovastin
Source: http://www.theses.fr/2010AIX20674/document

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 31
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

UNIVERSITE DE LA MEDITERRANEE – AIX-MARSEILLE II
FACULTE DE MEDECINE – LA TIMONE
ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA SANTE

THESE DE DOCTORAT

Présentée par

Saravanan Ayyadurai

En vue de l’obtention du grade de Docteur de l’Université de la Méditerranée
Spécialité: Maladies Transmissibles et Pathologies Tropicales

SPECIFICITY OF THE YERSINIA PESTIS BIOTYPE ORIENTALIS IN THE
NATURAL HISTORY OF PLAGUE
Soutenue le 02 Juillet 2010
COMPOSITION DU JURY
Président de Jury Professeur Jean- Louis MEGE
Rapporteur Professeur Michel SIMONET
Rapporteur Professeur Max MAURIN
Directeur de Thése Professeur Michel DRANCOURT

Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et Tropicales Emérgents
URMITE - UMR CNRS 6236 - IRD 198

1 2 CONTENTS

AVANT PROPOS...........................................................................................5

ABSTRACT/RESUME…………………………………………………………7-10

Chapter I:
Introduction: Yersinia pestis Orientalis: the unpredictable
pandemics (Review)………………………………………......………………..11

Chapter II:
Rapid identification of Yersinia species by MALDI-TOF MS…………….79

Chapter III:
Long-term persistence of virulent Yersinia pestis in soil ….................109

Chapter IV:
New rural Orientalis plague foci, Algeria………………………................125

Chapter V:
Experimental infection of human body lice with Y. pestis biovars
(Antiqua, Medievalis, Orientalis)……………………………………………139

Chapter VI:
Experimental plague prophylaxis by lovastatin…………......................149

CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES....................................................177

REFERENCES...........................................................................................183

ACKNOWLEDGEMENTS..........................................................................185
3
4 AVANT PROPOS


Le format de présentation de cette Thèse correspond à une
recommandation de la spécialité Maladies Infectieuses et
Microbiologie, à l’intérieur du Master des Sciences de la Vie et de la
Santé qui dépend de l’Ecole Doctorale des Sciences de la Vie de
Marseille.
Le candidat est amené à respecter des règles qui lui sont imposées
et qui comportent un format de thèse utilisé dans le Nord de
l’Europe et qui permet un meilleur rangement que les thèses
traditionnelles. Par ailleurs, la partie introduction et bibliographie est
remplacée par une revue envoyée dans un journal afin de permettre
une évaluation extérieure de la qualité de la revue et de permettre à
l’étudiant de commencer le plus tôt possible une bibliographie
exhaustive sur le domaine de cette thèse. Par ailleurs, la these
présentée sur article publié, accepté ou soumis associé d’un bref
commentaire donnant le sens général du travail. Cette forme de
présentation a paru plus en adéquation avec les exigences de la
competition internationale et permet de se concentrer sur des
travaux qui bénéficieront d’une diffusion internationale.


Prof. Didier Raoult

5 6 ABSTRACT
Yersinia pestis is the agent of deadly plague and a bacterium
listed in the group A of potential bioterrorism agents
[http://www.bt.cdc.gov/agent/plague/]. Sporadic cases are reported
in several countries in Asia, Africa and America. Majority of human
plague cases and enzootic animals occur in the geographical areas
of so-called plague foci. The mechanisms sustaining geographical
foci of plague remain poorly understood and plague been classified
as a currently re-emerging disease.
As first step, we established new front line tool for Y. pestis
identification by using MALDI-TOF MS. This method was
demonstrated to be simple and effective for Y. pestis identification at
species level.
Second step, we demonstrated that Y. pestis survived fully
virulent for at least 9 months in a steam sterilized, humidified soil
devoid of any nutritional supplements or any soil invertebrates.
In third step we successfully demonstrated that the human
louse (Pediculus humanus) as vector of plague and the body lice
transmission of plague was restricted to Orientalis biovar; Antiqua
and Medievalis biovars of Y. pestis were not able to transmit by
body lice. This result shows that a un- explained mechanism is
involved in the body lice transmission of plague and Y. pestis
Orientalis adaptation to newly described vectors which effectively
correlates the mass death caused by bubonic plague in Black Death
individuals.
Finally we conclude our study by exploring new compounds for
the plague prophylaxis. The potential role of lovastatin in the
7 prevention of mortality during plague was assessed. Lovastatin
could significantly reduce the mortality associated with plague in an
experimental mouse model. All These data herein we reported in our
study may help to better understanding the epidemiology of plague.
























8 RESUME
Yesinia pestis est l’agent de la peste, maladie infectieuse
spontanément mortelle, et une bactérie classée parmi les agents de
bioterrorisme de groupe A [http://www.bt.cd.gov/agent/plague]. Les
cas sporadiques ont été rapportés dans plusieurs pays d’Asie,
d’Afrique, et d’Amérique et la peste reste endémique en Afrique
(République Démocratique du Congo; Madagascar) qui déclare le
plus grand nombre de cas annuels. La majorité de cas de peste
chez les humains et les animaux sauvages se manifeste dans les
régions délimitées géographiquement et appelées communément
les foyers de la peste. Les mécanismes de la résistance de la peste
dans le sol des foyers reste de nos jours un sujet de recherche alors
que la peste est maintenant considérée comme une maladie re-
émergente.
Au cours de notre travail, nous avons développé un outil pour
l’identification de Y. pestis par spectrométrie de masse MALDI-TOF
MS. Cette méthode s’est avérée très simple et efficace pour
l’identification au niveau des espèces, et constitue une méthode de
première ligne d’identification.
Nous avons ensuite montré que Y. pestis survivait et maintenait
sa virulence pendant au moins neuf mois dans le sol stérilisé par la
vapeur et humidifié, dépourvu d’éléments nutritifs ajoutés et
d’invertébrés du sol.
Afin de contribuer à l’étude de l’épidémiologie de la peste, nous
avons démontré que seul le biovar Oriantalis est transmis dans un
modèle animal par les poux d’homme (Pediculus humanus), les
9 biovars Antiqua et Medievalis de Y. pestis n’étant pas transmissibles
par les poux de corps. Le mécanisme impliqué dans la transmission
de la peste par les poux de corps reste inconnu, ce qui voudrait dire
que le mécanisme de l’adaptation de Y. pestis Orientalis à des
nouveaux vecteurs qui sont corrélés aux circonstances de
l’épidémie mortelle provoquée par la peste bubonique, reste aussi
inconnu.
Au cours d’un dernier travail, nous avons étudié des nouveaux
composés pour la prophylaxie de la peste. Notamment, nous avons
évalué le potentiel du lovastatine dans la prévention de la mortalité
pendant la peste. Il a été démontré sur un modèle d’expérimentation
avec les souris que la lovastatine réduisait considérablement le
taux de mortalité associée à la peste. Toutes les données que nous
avons rapportées dans ce rapport de thèse sont destinées à mieux
comprendre le cycle épidémiologique de la peste.






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