Les algues marines présentent un grand intérêt en tant que source prometteuse de composés biochimiquement actifs. Dans ce contexte, l’algue rouge Laurencia papillosa de la côte libanaise a fait l'objet d’un fractionnement bioguidé pour isoler des composés cytotoxiques. En parallèle, une analyse de la composition lipidique de cette algue a été réalisée. L'analyse lipidique a montré que la teneur totale en lipides était faible et que la fraction principale était les glycolipides, suivis des lipides neutres et des phospholipides. Les acides gras saturés constituaient la principale classe d’acides gras, suivis des acides gras polyinsaturés en C20. En outre, divers stérols ont été identifiés et le cholestérol s'est révélé le plus dominant. Le fractionnement bioguidé de l'extrait algal a conduit à l'identification du cholest-4-èn-3-one. L'étude de ce stéroïde sur nos modèles de cellules cancéreuses du sein a montré qu'il réduit l'expression des enzymes de la lipogenèse et de la synthèse du cholestérol. De plus, ce métabolite augmente l'expression des transporteurs ABC impliqués dans l'efflux de cholestérol, ainsi que l'expression de LXR dans un modèle macrophagique. La réduction de l'expression de la flotilline-2 et de l'EGFR dans les radeaux lipidiques témoigne de son action sur les voies de signalisation actives dans le cancer. En conséquence, une inhibition de la croissance et de la migration cellulaire a été notée. Ces résultats indiquent que le cholest-4-èn-3-one exerce une activité agoniste de LXR dans les cellules cancéreuses du sein : il diminue la croissance cellulaire, augmente l'expression des transporteurs ABC et, ce qui est intéressant, réduit la lipogenèse. / Marine algae are of great interest as a promising source of biochemically active compounds. In this context, the red alga Laurencia papillosa from the Lebanese coast was subjected to a bioguided fractionation to isolate cytotoxic compounds. In parallel, an analysis of the lipid composition of this alga was performed. Lipid analysis showed that the total lipid content was low and that the main fraction was glycolipids, followed by neutral lipids and phospholipids. Saturated fatty acids were the main class of fatty acids, followed by C20 polyunsaturated fatty acids. Besides, various sterols have been identified and cholesterol has been found to be the most dominant. The bioguided fractionation of the algal extract led to the identification of cholest-4-en-3-one. The study of this steroid on our models of breast cancer cells has shown that it reduces the expression of the enzymes of lipogenesis and cholesterol synthesis. In addition, this metabolite increases the expression of the ABC transporters involved in cholesterol efflux, as well as the expression of LXR in a macrophage model. Moreover, the steroid disrupts the integrity of lipid rafts and active signaling pathways in cancer, evidenced by reduced expression of flotillin-2 and EGFR in lipid rafts. As a result, inhibition of cell growth and migration was noted. These results indicate that cholest-4-en-3-one exerts LXR agonist activity in breast cancer cells: it decreases cell growth, increases expression of ABC transporters and, interestingly, reduces lipogenesis.

Les diatomées marines benthiques représentent à ce jour un vivier sous-exploité et constituent donc une ressource potentielle pour la valorisation de lipides d’intérêt en santé et nutrition. Dans ce cadre, après un criblage réalisé sur plus d’une centaine de souches de la collection régionale NCC, six espèces : Amphora sp. NCC169., Entomoneis paludosa NCC18.2, Nitzschia sp. NCC109, Nitzschia alexandrina NCC33, Opephora sp. NCC366 et Staurosira sp. NCC182 ont été retenues sur la base de leurs productions lipidiques et de leur capacité de croissance. Ces six espèces ont ensuite été produites en photo-bioréacteur airlift pour établir leur capacité de croissance et de production lipidique. Une étude lipidique approfondie a également été menée à la fois sur les lipides neutres (TAG, stérols) et les lipides polaires (glycolipides, phospholipides) afin d’évaluer leur potentiel en matière de diversité lipidique et de production de lipides d’intérêt. Trois espèces ont été sélectionnées (E. paludosa, N. Alexandrina et Staurosira sp.) pour évaluer le potentiel bio actif des fractions lipidiques extraites. Il a été démontré que les fractions glycolipidiques possèdent une activité antiproliférative sur les lignées cancéreuse MC-F7 (sein) et NSCLC-N6 (poumon) ainsi qu’une activité antibactérienne sur les souches de bactéries à gram-positif (B. subtillus). Enfin l’étude de l’impact des conditions de cultures (lumière et azote) sur la qualité des acides gras produits a démontré que pour optimiser la production de lipides d’intérêt un milieu non-limitant et une faible intensité lumineuse devraient être utilisés pour une production à grande échelle. / Marine benthic diatoms represent an under-exploited pool and therefore constitue a potential resource for the valorization of lipids of interest in heath and nutrition. In this framework, after a screening of more than one hundred strains from the NCC regional collection, six species : Amphora sp. NCC169., Entomoneis paludosa NCC18.2, Nitzschia sp. NCC109, Nitzschia alexandrina NCC33, Opephora sp. NCC366 et Staurosira sp. NCC182 have been selected on the basis of their lipid production and growth capacity. These six species were then produced in airlift photobioreactor to establish their capacity for growth and lipid production. A thorough lipid study was also conducted on both neutral lipids (TAG, sterols) and polar lipids (glycolipids, phospholipids) to evaluate their potential for lipid diversity and lipid production of interest. Three species (E. paludosa, N. Alexandrina et Staurosira sp.) have been selected to evaluate the bioactive potential of extracted lipid fractions. The glycolipids fractions shown antiproliferative activity on the MCF-7 (breast) and NSCLC-N6 (lung) cancer cell lines as an antibacterial activity on gram-positive bacterial strains (B. subtillus). Finally, this study demonstrated the impact of culture conditions (light and nitrogen) on the fatty acids quality. To optimize the production of lipids of interest a non-limiting medium and low light intensity should be used for large scale production.

Haslea ostrearia est une diatomée capable d’excréter un pigment bleu-vert appelé marennine d’intérêt industriel en aquaculture, cosmétique et pharmaceutique. Sa culture en laboratoire et à grande échelle est actuellement un défi, cette espèce à comportement benthique étant considérée comme sensible à l’agitation des systèmes de cultures conventionnels.Cette thèse décrit l’identification, l’étude et l’optimisation des paramètres limitants de la culture en photobioréacteur. Un milieu de culture d’eau de mer artificielle a été conçu pour garantir une production stable et non limitée par les nutriments. La fragilité d’Haslea ostrearia au cisaillement hydrodynamique a été caractérisée en appliquant différentes intensités de taux de cisaillement. Les paramètres optimaux de culture et les conditions d’excrétion de marennine extracellulaire ont été finalement identifiés en photobioréacteur. Au final, les résultats obtenus ont permis de proposer des protocoles et systèmes optimisés de culture, adaptés aux spécificités et besoins d’Haslea ostrearia. Les résultats de cette thèse permettent d’envisager la culture semi-continue de cette microalgue, avec des productivités supérieures à celles rencontrées jusqu’alors dans la littérature. La méthodologie permet également d’apporter les bases pour une optimisation future de la culture d’Haslea ostrearia contrôlée à plus grande échelle, ainsi que sa production de marennine extracellulaire associée. / Haslea ostrearia is a marine diatom able to produce and excrete a blue-green pigment called marennine, exhibiting potential industrial valorization in aquaculture, cosmetic and pharmaceutics. Its laboratory and large-scale culture are challenging because this benthic strain is considered as sensitive to mixing conditions in conventional culture system.This thesis describes the identification, the study and the optimization of limiting parameters of the cell culture in a photobioreactor. A new artificial seawater medium has been designed in order to guarantee a stable and no-nutrients limited production. The Haslea ostrearia fragility to hydrodynamics shear stress has been characterized by applying different intensities of shear rate. The optimal culture parameters and excretion conditions of extracellular marennine have been finally identified in a photobioreactor. In the end, the results obtained made it possible to propose protocols and optimized culture systems, adapted to Haslea ostrearia specificities and needs. The results of this thesis make it possible to consider the semi-continuous culture of this microalgae, with higher productivities than those described so far in the literature. The methodology also provides the basis for future optimization of the Haslea ostrearia controlled culture on a larger scale, as well as its asociated extracelular marennine production.

La diversification des productions aquacoles mono-spécifiques apparaît fondamentale pour assurer la pérennité des entreprises conchylicoles françaises, touchées pour une crise depuis 2008. Cette thèse bidisciplinaire est le résultat du suivi et de l’accompagnement scientifique et socio-technique réalisés auprès d’une TPE ostréicole de la Baie de Bourgneuf. Celle-ci ayant diversifié sa production d’huîtres par le co-élevage de l’oursin Paracentrotus lividus, elle rencontrait des problèmes sur le plan biologique, technique et organisationnel, d’où le recours à la recherche. Les objectifs de cet accompagnement étaient (1) d’optimiser la zootechnie de l’oursin en l’adaptant aux ressources disponibles par les professionnels ostréicoles ainsi que (2) d’identifier les appuis et freins à l’acceptabilité de l’activité par les consommateurs et les encadrants de la filière. Des tests sur l’alimentation et le recrutement des larves d’oursin ainsi que sur l’alimentation des adultes ont été réalisés. En parallèle, ont été organisés des rencontres auprès du réseau d’acteurs de la filière conchylicole. Ce réseau a été suivi grâce à la Sociologie de la Traduction pour étudier son rôle dans le déploiement de l’innovation. Il apparaît que l’oursin est un candidat potentiel pour diversifier l’ostréiculture dans la région et qu’il a une place à prendre sur le marché national. Cependant, des limites au développement d’une filière échinicole ont été trouvées sur le plan socio-économique : les moyens financiers font défaut et le soutien institutionnel nécessaire pour la réussite de l’innovation ne peut être déclenché que si les porteurs des projets s’engagent dans des dynamiques collectives. / The diversification of monospecific aquaculture production appears to be crucial to ensure the sustainability of French shellfish farming companies, which have been affected by a crisis since 2008. This bi-disciplinary thesis is the result of monitoring and offering scientific and socio-technical support to a small oyster farm from Bourgneuf Bay. This farm has diversified its oyster production by co-cultivating sea urchins Paracentrotus lividus but with substantial biological, technical and organizational problems. The objectives of this work were (1) to optimize the zootechnics of sea urchin culture by adapting it to the resources available to the oyster farmers and (2) to identify the support and obstacles to the acceptability of sea urchin farming by consumers and institutions. Feeding and recruitment tests of sea urchin larvae as well as adult feeding tests were carried out. Simultaneously, meetings were held with shellfish industry stakeholders. This networking was done according to the Actor-Network-Theory to study its role in the deployment of innovation. It appears that sea urchin farming is a good candidate for diversifying oyster farming in the region and that it can have a relevant place on the national market. However, some limits to the development of an echinoculture industry have been found at the socio-economic level: the financial resources are still lacking and the institutional support necessary for the success of the innovation can only be triggered if the project promoters work within collective dynamics.