Les virus influenza aviaires hautement pathogènes (VIAHP) constituent un enjeu de santé animale et publique majeur. Depuis fin 2020, les VIAHP H5Nx de clade 2.3.4.4b ont causé des épizooties sans précédent chez les oiseaux domestiques et sauvages, avec un spectre d'hôte étendu chez de nombreuses espèces de mammifères terrestres et marins. Bien que les voies respiratoire et digestive soient les principales voies d'excrétion virale, les plumes constituent un site de réplication des VIAHP sous-étudié. Chez les Ansériformes, dont le canard, le virus se réplique principalement dans l'épithélium des plumes, qui va donner les futures barbes et barbules. Ces dernières seront en contact direct avec l'environnement extérieur une fois la plume mature, faisant potentiellement des plumes une voie additionnelle de diffusion virale. Cette thèse vise ainsi à mieux comprendre l'impact de l'épithéliotropisme plumeux des VIAHP sur l'écologie virale, pour pouvoir adapter les mesures de contrôle et de biosécurité. Des approches virologiques et histopathologiques complémentaires ont été combinées dans différents modèles expérimentaux afin d'étudier l'infection depuis la dissémination systémique du virus jusqu'à son établissement et sa progression au sein des tissus plumeux, ainsi que l'influence de la vaccination sur ces processus.
Une revue de la littérature a d'abord mis en évidence le rôle de la dissémination hématogène dans l'infection des plumes immatures, le potentiel des plumes à contribuer à la persistance, à la contamination environnementale et à la surveillance des VIAHP. La détection et l'isolement d'un VIAHP H5N1 de clade 2.3.4.4b chez des tiques molles (Ornithodoros maritimus) prélevées sur un goéland naturellement infecté ont ensuite apporté de nouveaux éléments sur les interactions possibles entre virémie, tégument et ectoparasites. Enfin, l'impact de la vaccination anti-H5 sur le tropisme viral a été étudié chez le canard Pékin (Anas platyrhynchos). La vaccination a limité la dissémination systémique du virus et empêché l'infection des plumes immatures, tout en réduisant la diffusion environnementale.
Des modèles d'infection alternatifs, abordés dans la discussion, ont été développés afin d'étudier plus finement le tropisme plumeux des VIAHP. Le modèle d'infection in ovo a permis de mettre en évidence une progression de l'infection depuis l'endothélium vers la pulpe puis l'épithélium des plumes immatures embryonnaires, tandis que les explants de plumes ex vivo ont montré une infection des tissus plumeux indépendamment de la virémie par des virus n'infectant pas les plumes in vivo.
Dans son ensemble, ce travail montre que l'épithéliotropisme plumeux des VIAHP résulte d'une interaction entre les déterminants viraux, la susceptibilité de l'hôte, la dissémination hématogène et les réponses immunitaires locales. Elle met en évidence un continuum reliant virémie à l'infection du tégument et à la contamination de l'environnement, plaçant les plumes à l'interface entre l'hôte infecté et son environnement. Ainsi, les plumes constituent non seulement une cible de l'infection, mais également une matrice complémentaire pour la détection et la surveillance des VIAHP, et une potentielle source de matériel viral contribuant à la dissémination des VIAHP. |
Highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV) represent a major animal and public health concern. Since late 2020, clade 2.3.4.4b H5Nx HPAIV have caused unprecedented epizootics in domestic and wild birds, with an expanded host range encompassing numerous terrestrial and marine mammalian species. The respiratory and digestive tracts are considered the main routes of viral shedding, but feathers are an overlooked site of HPAIV replication. In Anseriformes, including ducks, the virus primarily replicates in the feather epithelium, which gives rise to the future barbs and barbules. These structures come into direct contact with the external environment once the feather has matured, potentially making feathers an additional route of viral dissemination. This thesis therefore aimed to better understand the impact of HPAIV feather epitheliotropism on viral ecology, with the ultimate goal of informing control and biosecurity measures. Complementary virological and histopathological approaches were combined across different experimental models to investigate infection from systemic viral dissemination to its establishment and progression within feather tissues, as well as the influence of vaccination on these processes.
A literature review first highlighted the role of hematogenous dissemination in the infection of immature feathers and the potential contribution of feathers to HPAIV persistence, environmental contamination and surveillance. The detection and isolation of a clade 2.3.4.4b H5N1 HPAIV from soft ticks (Ornithodoros maritimus) collected from a naturally infected gull provided further insights into possible interactions between viremia, the integument and ectoparasites. Finally, the impact of H5 vaccination on viral tropism was investigated in Pekin ducks (Anas platyrhynchos). Vaccination limited systemic viral dissemination and prevented infection of immature feathers, while reducing environmental viral dissemination.
Alternative infection models were developed to further investigate HPAIV feather tropism. The in ovo infection model revealed a progression of infection from the endothelium to the pulp and subsequently to the epithelium of embryonic immature feathers, while ex vivo feather explants demonstrated infection of feather tissues independently of viremia by viruses that do not infect feathers in vivo.
Overall, this work demonstrates that HPAIV feather epitheliotropism results from an interplay between viral determinants, host susceptibility, hematogenous dissemination and local immune responses. It highlights a continuum linking viremia to integument infection and environmental contamination, positioning feathers at the interface between the infected host and its environment. Thus, feathers represent not only a target of infection, but also a complementary matrix for HPAIV detection and surveillance, and a potential source of viral material contributing to HPAIV dissemination. |