Development of molecular ecology tools for an integrative monitoring of freshwater snail-borne diseases in the context of disease emergence and global changes

Global changes, whether climatic or anthropogenic, have various consequences in human and animal health, as well as for worldwide ecosystems. One of the most important is the modification of geographical ranges of species and those of their associated pathogens. It is in this context that in recent years we have witnessed a resurgence in the emergence and re-emergence of infectious diseases around the world. While research efforts in this field are mainly focused on viral diseases, freshwater snail-borne diseases, that affect more than 1 billion peoples around the world, are also subject to these outbreaks, which have become frequent. However, the study of the dynamics of parasites associated with these diseases focuses primarily on the diagnosis and treatment of the definitive hosts, particularly humans. Such an approach does not prevent the transmission of these parasites to humans and even less prevent an emergence event, and the existing tools used to monitor these parasites in the environment are difficult to apply at large scale. This thesis work, therefore aims to provide a more environmental vision of the dynamics of these diseases. With the example of the emergence of urogenital bilharziasis in Corsica, we analysed this emergence by integrating the study of the life history traits of the tropical parasite in question, particularly its thermo tolerance, as well as the role of mollusc intermediate hosts and wild and domestic definitive hosts in the local maintenance of the parasite lifecycle. In a second step, we have developed environmental DNA diagnostic tools for the detection of molluscs hosts in the environment in order to identify areas at risk of emergence, as well as tools for intramolluscal detection of schistosomes to identify active sites of transmission, and thus allow the environmental monitoring of the actors of these diseases. To complete these approaches, we have developed a more generalised environmental metabarcoding tool to characterise freshwater mollusc communities and initiated the development of a similar tool for the characterisation of trematode communities, in order to study the interactions between these organisms. Lastly, we discuss the integration of all these elements into new control strategies against snail-borne diseases.; Les changements globaux, qu’ils soient d’origine climatique ou anthropique ont diverses conséquences en santé humaine et animale, mais aussi sur les écosystèmes mondiaux. L’une des plus importantes est la modification des aires de répartitions géographiques des espèces et de celle des pathogènes qui leurs sont associés. C’est dans ce contexte que nous assistons ces dernières années à une recrudescence des cas d’émergences et de réémergences de maladies infectieuses dans le monde. Alors que les efforts de recherche menés dans ce domaine se focalisent principalement sur les maladies virales, les maladies transmises par les mollusques d’eau douce, qui affectent plus d’un milliard d’individus dans le monde, sont également sujettes à ces évènements d’émergences devenus fréquents. Cependant, l’étude de la dynamique des parasites associés à ces maladies se focalisent essentiellement sur le diagnostic et le traitement des hôtes définitifs, en particulier l’Homme. Toutefois, une telle approche ne permet pas de prévenir de la transmission de ces parasites à l’Homme et encore moins de prévenir d’un évènement d’émergence, et les outils actuels utilisés pour le suivi de ces parasites dans l’environnement sont difficilement applicables à large échelle. Ce travail de thèse se propose donc d’apporter une vision plus environnementale de la dynamique de ces maladies. Avec l’exemple de l’émergence de bilharziose urogénitale en Corse, nous avons analysé cette émergence en intégrant l’étude des traits d’histoire de vie du parasite tropical en cause, notamment sa thermo tolérance, ainsi que le rôle des hôtes intermédiaires mollusques et des hôtes définitifs sauvages et domestiques dans le maintien local du cycle parasitaire. Dans un second temps nous avons développé des outils de diagnostic par ADN environnemental pour la détection de mollusques hôtes dans l’environnement afin d’identifier les zones à risque d’émergence, ainsi que des outils de détection intramolluscal de schistosomes pour identifier les sites de transmission actif, et donc permettre un suivi environnemental des acteurs de ces maladies. Pour compléter ces approches, nous avons développé un outil plus généraliste de metabarcoding environnemental pour caractériser les communautés de mollusques d’eau douce, et initié le développement d’un outil similaire pour la caractérisation des communautés de trématodes, ceci afin d’étudier les interactions entre ces organismes. Enfin nous discutons de l’intégrations de tous ces éléments dans de nouvelles stratégies de contrôle à l’encontre de maladies transmises par les mollusques d’eau douce.