Analyse pangénomique de la lignée 2 du virus du Nil Occidental (WNV-2):Reconstitution de l’histoire phylodynamique et phylogéographiques intercontinentale (Afrique / Europe)

Le virus du Nil occidental est un virus à ARN enveloppé appartenant à la famille de Flaviviridae et au genre de Flavivirus. Son cycle de transmission implique essentiellement des moustiques comme vecteurs biologiques et des oiseaux sauvages comme hôtes amplificateurs et réservoirs naturels. Il a été identifié pour la première fois en 1937 chez une femme originaire de la région du Nil occidental en Ouganda et a depuis été retrouvé dans de nombreux pays du monde. Actuellement, il est devenu considéré comme un agent pathogène préoccupant à l’origine de plusieurs épidémies menaçant à la fois la santé humaine et animale. Bien que l’épidémiologie de cette maladie ait encore très partiellement connue et que la plupart des flambées épidémiques restent imprévisibles et difficiles à contrôler, l’évolution spatio-temporelle de l’infection ainsi que le rôle d’oiseaux migrateurs dans la transmission demeurent un sujet de haute priorité pour mieux caractériser la circulation du virus et fournir un outil d’aide à la décision pour la surveillance et la prévention de ces infections. Dans cette thèse, on a essayé de reconstruire l’histoire évolutive des souches virales du WNV à une échelle spatio-temporelle afin d’estimer le temps et l’emplacement d’origine des isolats étudiés, d’identifier leurs modes de dispersion géographique et d’étudier le rôle des oiseaux migrateurs dans la transmission de ce virus. Vu la situation épidémiologique très critique causée par les souches de la lignée 2 du virus du Nil Occidental, le danger posé par cette lignée et le fait que ses mécanismes d’évolution et de transmission sont loin d’être totalement illustrés, nous nous sommes intéressés aux analyses phylodynamiques et phylogéographiques des souches de WNV-2 circulantes en Afrique et en Europe. En utilisant 75 séquences de génomes complets du WNV-2 disponibles dans la base de données NCBI nous étions capables de suivre, en partie, les principaux flux migratoires du virus entre l’Afrique et l’Europe entre 1958 et 2018. Les analyses phylodynamiques basées sur l’approche bayésienne combinée avec différents critères statistiques qu’on a effectués ont montré que le taux d'évolution moyen des souches de WNV-2 utilisées est estimé à 3,46 x 10-4 substitution/site/an. Les résultats qu’on a obtenu suggèrent l’existence d’une forte relation entre les souches de WNV-2 d’Europe et d’Afrique et que le WNV-2 est entré en Europe à la suite, d'au moins, deux événements d'introduction en 1978 (1976-1980) et en 2000 (1996-2003) à partir de l'Afrique du Sud (ou des régions proches). La première voie suggère que les isolats d'Afrique du Sud se sont propagés vers le nord pour atteindre la Hongrie, puis ont été redirigés vers les pays voisins. La deuxième chaîne de transmission géographique suggère que les isolats d'Afrique du sud ont d'abord atteint l'Ukraine, puis ont été redirigés vers le sud-ouest pour atteindre le Sénégal probablement à travers l'Europe occidentale et l'Afrique du Nord. C’est pour la première fois que les analyses phylogéographiques indiquent qu’il y a une date d’introduction du WNV-2 depuis l’Afrique vers l’Ukraine ou les régions voisines dès 1978. Les oiseaux sauvages sont impliqués dans l'épidémiologie de WNV, en tant qu'hôtes d'amplification du virus pendant les cycles oiseaux/arthropodes, véhicules de dissémination des vecteurs arthropodes et sources de souches émergentes dans le cas de transmission interspécifique. Dans nos analyses, nous avons récupéré les données disponibles pour 14 oiseaux migrateurs connus déjà infectés par le WNV-2 et dont l'aire de distribution s'étend de l'Europe à l'Afrique et on les a compilé avec nos résultats obtenus. Des études plus poussées et plus spécifiques seraient utiles pour améliorer nos connaissances actuelles sur l'épidémiologie du WNV-2 et par conséquence pour améliorer le contrôle et l’efficacité des efforts de la lutte collective contre la maladie. Ces études devraient être faites en étroite collaboration par des chercheurs, des responsables de la santé publique, des vétérinaires et plusieurs autres intervenants et la surveillance des souches émergentes et réémergentes devrait être à plusieurs échelles : entomologique, clinique et moléculaire. West Nile virus is an enveloped RNA virus belonging to the family Flaviviridae and the genus Flavivirus. Its transmission cycle mainly involves mosquitoes as biological vectors and wild birds as amplifier hosts and natural reservoirs. It was first identified in 1937 in a woman from the West Nile region of Uganda and has since been found in many countries around the world. Currently, it has become considered a pathogen of concern which has caused several epidemics and threatens both public health and veterinary medicine. Although the epidemiology of this disease is still very partially known and most epidemic foci remain unpredictable and difficult to control, the spatio-temporal evolution of the infection as well as the role of migratory birds in the transmission remain a priority subject to better characterize the circulation of the virus and provide a decision support tool for monitoring and preventing these infections. In this thesis, we tried to reconstruct the evolutionary history of WNV viral strains on a spatio-temporal scale in order to estimate the time and place of origin of the isolates studied, to identify their modes of geographical dispersal and to study the role of migrating birds in the transmission of this virus. Given the very critical epidemiological situation caused by the strains of lineage 2 of the West Nile virus, the danger that this lineage represents and the fact that its mechanisms of evolution and transmission are far from being fully illustrated, we are interested phylodynamic and phylogeographic analyzes of VNO-2 strains circulating in Africa and Europe. Using 75 entire genome sequences of the WNV-2 available in the NCBI database, we were able to follow, in part, the main migratory flows of the virus between Africa and Europe between 1958 and 2018. The phylodynamic analyzes based on the Bayesian approach combined with various statistical criteria which were carried out showed that the average rate of evolution of the strains of WNV-2 used is estimated at 3.46 x 10-4 substitution / site / year. The results we obtained suggest the existence of a strong relationship between WNV-2 strains from Europe and Africa and that WNV-2 entered Europe after at least two introductory events in 1978 ( 1976-1980) and 2000 (1996-2003) from South Africa (or neighboring regions). The first path suggests that the isolates from South Africa spread northward to reach Hungary, and then were redirected to neighboring countries. The second chain of geographic transmission suggests that isolates from South Africa first reached Ukraine and then were redirected southwest to Senegal probably through Western Europe and North Africa. . This is the first time that phylogeographic analyzes indicate that there is a date of introduction of WNV-2 from Africa to Ukraine or neighboring regions as early as 1978. Wild birds are involved in the epidemiology of WNV, as amplifying hosts of the virus during bird / arthropod cycles, transmission vehicles of arthropod vectors and sources of emerging strains in the case of interspecific transmission. In our analyzes, we have retrieved the data available for 14 known migratory birds already infected with WNV-2 and whose range extends from Europe to Africa and we have compiled them with our obtained results. Further and more specific studies would be useful to improve our current knowledge on the epidemiology of WNV-2 and therefore to improve the control and effectiveness of collective disease control efforts. These studies must be carried out in close collaboration by researchers, public health officials, veterinarians and several other actors, and the surveillance of emerging and re-emerging strains must be done at several scales: entomological, clinical and molecular. p. 133-159