Le système nerveux central est un organe privilégié et protégé, notamment grâce à l’existence des barrières histologiques entre le sang et les tissus nerveux. La barrière-hémato encéphalique (BHE) et la barrière hémato-rétinienne (BHR) séparent respectivement le parenchyme cérébral et la rétine des composés contenus dans l’espace vasculaire, grâce à l’expression de jonctions serrées et de transporteurs membranaires permettant une régulation spécifique des échanges entre le sang et le parenchyme nerveux. Ce travail a porté sur l’étude d’un nouveau transporteur de cations organiques mis en évidence fonctionnellement à la BHE de la souris. Ce transporteur appartenant très probablement à la superfamille des solute carrier (SLC), fonctionne comme un antiport proton. Actuellement, sa présence ne peut être démontrée que de façon fonctionnelle car son identité moléculaire est encore inconnue. Cet antiport proton constitue un nouvel acteur de la perméabilité cérébrale et ouvre une nouvelle voie d’accès au cerveau. Nous nous sommes tout d’abord attachés à approfondir les connaissances fonctionnelles de ce transporteur en étudiant de nouveaux substrats et tissus d’expression. Le transport cérébral de psychotropes a été étudié in vivo par la technique de perfusion carotidienne in situ chez la souris et in vitro grâce à une lignée de cellules endothéliales cérébrales humaines immortalisées (hCMEC/D3). Nous avons démontré que la haute perméabilité cérébrale de la cocaïne fait intervenir à la fois une diffusion passive et surtout une diffusion médiée par un antiport proton. La vitesse d’entrée des substances d’abus dans le cerveau est associée à un plus fort risque d’addiction et fait de ce transporteur un nouvel acteur critique de la régulation du passage cérébral. En effet, d’autres substances comme la nicotine et certaines amphétamines comme le MDPV et l'ecstasy sont également des substrats de cet antiport. Ce transporteur apparaît comme une cible pharmacologique potentielle dans la prise en charge de toxicomanies. Malgré la diversité chimique et pharmacologique d’interactions des composés avec cet antiport, les concentrations nécessaires pour l’inhiber dépassent celles retrouvées dans le sang. Pour aider l’identification d’inhibiteurs sélectifs et efficaces nous avons développé un modèle pharmacophorique d’inhibiteurs du transporteur à partir de données générées in vitro et de l’approche FLAPpharm. Ce modèle semble prédictif de nouveaux composés pouvant constituer de meilleurs inhibiteurs de ce transporteur. L’étude des échanges in vivo au niveau du tissu nerveux nous a menés à étudier l’impact de transporteurs ABC et de l’antiport-proton au niveau cérébral et rétinien à l’aide de substances spécifiques ou de substrats mixtes comme le vérapamil. L’antiport proton est fonctionnel au niveau de la BHR et transporte notamment la clonidine, le DPH et le vérapamil. Cependant, dans le cas d’un substrat mixte P-gp et SLC (ex : vérapamil), ce transport d’influx n’est visible à la BHE que lorsque la P-gp est neutralisée. Au contraire, à la BHR l’influx lié à cet SLC est visible naturellement. L’impact de la P-gp à la BHR étant 6.3-fois plus faible ce processus est probablement moins masqué. Cette étude illustre la difficulté actuelle de prédire l’impact fonctionnel d’un transporteur pour des substrats multi-spécifiques et l’existence d’une priorisation du transport. Enfin, nous avons essayé d’identifier l’antiport proton au niveau moléculaire par une méthode de photo-activation à l’aide d’un composé adapté. Cette méthode s’est avérée efficace pour fixer une molécule sur le transporteur, permettant par la suite de l’isoler plus facilement. En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence l’importance de l’antiport proton dans la distribution cérébrale de psychotropes et d’ouvrir de nouvelles perspectives dans l’addiction et la compréhension du transport de substrats multi-spécifiques. / The central nervous system is a privilege organ protected by histological barriers between the blood and the nervous tissue. The blood-brain barrier (BBB) and the blood-retinal barrier (BRB) separate cerebral parenchyma and retina from the circulating blood and both express tight junctions and membrane transporters, allowing a precise regulation of the exchanges between the blood and nervous tissues. We studied a new cationic transporter functionally evidenced at the mouse BBB. This molecularly unknown transporter belong to the solute carrier super family (SLC) and is a proton antiporter. It could constitute a new actor in the cerebral permeability and may be a new brain access pathway. First, we worked on the functional identification studying new substrates and new localization. Psychotropic brain transport was studied in vivo by brain in situ perfusion on mouse and in vitro with human immortalized endothelial cells (hCMEC/D3). We showed that cocaine brain entry depends on passive diffusion but also mainly on a proton antiporter. Brain entry rate of drugs of abuse is associated with modulation of addiction liability, making this transporter a new component of brain entry of cocaine, and also nicotine and some amphetamines such as ecstasy and MDPV. This proton antiporter appears to be a new potential target in addiction. Various chemical entities interact with this transporter; however concentrations used to inhibit the transporter are much higher than the one possibly found in the blood. In order to help find or design new selective and potent inhibitors, we developed a pharmacophore model of the proton antiporter inhibitors using in vitro data and the FLAPpharm approach. The model predicts well new possible inhibitors of this transporter. We also studied the impact of the ABC transporters and the proton antiporter at the BBB and the BRB using specific or multi-specific substrates such as verapamil. The proton antiporter is functionally expressed at the BRB and transports clonidine, DPH and verapamil. However, for the multi-specific (P-gp and SLC) compound verapamil, influx transport by the proton antiporter is visible at the BBB only when P-gp efflux is neutralized. On the contrary, at the BRB, the proton antiporter influx is always visible. This is certainly due to the lower impact (by 6.3 fold) of P-gp at the BRB compared to the BBB. These results show the difficulty to predict the functional impact of a transporter for multi-specific compounds and a probable transport prioritization. Finally we worked on the molecular identification of the proton antiporter using a photolabeling method. This work evidenced the importance of the proton antiporter in the brain distribution of psychotropic and drugs of abuse and opened toward new perspectives in addiction and transport comprehension.

Les femmes enceintes sont exposées à de nombreux médicaments et les essais cliniques sont difficilement réalisables dans cette population, c'est pourquoi avoir une méthode qui permet d'estimer l'ampleur des modifications de pharmacocinétique chez la femme enceinte et le passage transplacentaire est essentiel. En effet les modifications physiologiques prennent place durant cette période clé. Nous avons développé des modèles pharmacocinétiques basé sur la physiologie (PBPK) et intégré les modifications physiologiques connues survenant durant la grossesse. Ils décrivent bien la pharmacocinétique de 3 antirétroviraux éliminés par le rein, le ténofovir (TFV), l'emtricitabine (FTC) et la lamivudine (3TC) et d'une molécule métabolisée par le CYP3A4, 2D6 et 2B6, la névirapine (NVP) et ceci pour différentes voies d'administration et pour des populations enceintes et non enceintes. De plus les clairances individuelles disponibles pour le TFV, le FTC et le 3TC tout au long de la grossesse ont permis d'explorer l'évolution de la sécrétion rénale. Celle-ci évoluerait proportionnellement au débit plasmatique rénal. L'intégration dans les modèles PBPK, des paramètres estimés à partir de l'expérience ex-vivo de cotylédon humain perfusé, a permis la prédiction de la cinétique foetale en fin de grossesse du TFV, FTC et NVP. Les prédictions ont été validées en les comparants aux concentrations mesurées au sang de cordon à l'accouchement. De plus, pour la névirapine nous avons exploré le métabolisme foetal et en avons conclu que même si celui-ci existe et est proche voir un peu supérieur à celui du nouveau-né, il n'influence pas la cinétique foetale. / Pregnant women are exposed to numerous drugs and for obvious ethical reasons studies in this sensitive population arelimited. Information about the maternal pharmacokinetic (PK) changes and transplacental transfer of drugs prior to theiradministration to pregnant women would be highly useful. Indeed is it known that physiological changes during pregnancycan affect drug disposition. Time-varying pregnancy-related physiological parameters changes were implemented in fullPBPK models. They successfully predicted the disposition of 3 renally excreted drugs tenofovir (TFV), emtricitabine (FTC)and lamivudine (3TC) and one metabolized drug, nevirapine (NVP) for non-pregnant and pregnant populations. We foundthat both renal secretion and filtration changed during pregnancy. Changes in renal clearance secretion were related tochanges in renal plasma flow. Transplacental parameters estimated from ex vivo human placenta perfusion experiments implemented in PBPK models allowed good prediction of foetal TFV, FTC and NVP PK. Predictions were compared to observed cord blood concentrations to validate these models. Moreover, we have explored nevirapine foetal metabolism and concluded that even if the foetal metabolism is the same than the newborn one or a little more important, it is notlikely to impact foetal PK.

Les cellules souches cancéreuses (CSCs) représentent une petite sous-population de cellules dans la tumeur qui sont capables de s'autorenouveler. Ce sont des cellules impliquées dans l'initiation et la croissance métastasique des tumeurs, ainsi que dans la résistance aux traitements conventionnels. Ces CSCs expriment les facteurs de pluripotence Oct4, Nanog et Sox2, lorsqu’elles sont fortement indifférenciées. Mon travail de thèse a consisté à analyser les effets anticancéreux de produits phytochimiques sur des CSCs. Nous avons ainsi étudié l’activité anti-carcinogénique sélective du roopérol sur un modèle de CSC tératocarcinomale. Le roopérol entraîne un processus pro-apoptotique et induit l’activation de la p53 et de la caspase 3, via la formation intracellulaire d'espèces réactives d’oxygène (ERO), ce qui conduit à une chute de l'expression d’Oct4 et Nanog. Un tel effet n’est pas observé dans les cellules souches normales (CSNs). Nous avons donc étudié le mécanisme impliqué dans la résistance des CSNs au traitement par le roopérol. Ce dernier n'y provoque aucune formation de ERO, mais active sélectivement les protéines de pro-survie Akt et Bad. Dans une 2eme étude, nous avons examiné le potentiel anticancéreux sélectif de plusieurs dérivés triterpéniques de type avicine, issus de différentes espèces d’Albizzia africaines, sur un modèle de carcinome épidermoïde. Après criblage, nous avons choisi d'étudier plus en profondeur les mécanismes moléculaires mis en jeu par le composé qui présentait la plus grande activité pro-apoptotique. Cette analyse a été effectuée dans un modèle de mélanome métastasique agressif connu pour exprimer Oct4. Nous démontrons que l'agent pharmacologique entraîne une apoptose sélective des cellules de mélanome, via une activation de la p38 MAPK et de la caspase 3, suivie d’une diminution de l’expression d’Oct4. Un tel effet apoptotique n’a pas été observé dans les cellules normales. Ces résultats permettent ainsi de mettre en évidence de nouveaux et puissants composés anticancéreux, capables d’induire sélectivement et in vitro l’apoptose des CSCs et leurs descendants, tout en épargnant les CSNs et leurs descendants. / Cancer stem cells (CSCs) are a small subpopulation of cells in the tumor which are able to self-renew. These cells are involved in the initiation and the metastatic growth of tumors, as well as in the resistance to conventional treatments. In their highly undifferentiated state, CSCs are known to express the stemness factors Oct4 and Nanog. The aim of this work was therefore to analyze the effects of phytochemicals on Oct-4 expressing teratocarcinomal stem-like cells. In a first study, we investigated the selective anti-carcinogenic activity of rooperol, the aglycone of the plant-derived compound hypoxoside. We observed that the rooperol-induced apoptosis in CSCs was associated with an oxidative stress, dependent of the activation of p53 and cleaved caspase 3 expression. These modifications were accompanied by reduced expression of the stemness factors. Such effect was however not observed in normal stem cells (NSCs). We investigated therefore the mechanism involved in the resistance of NSCs to the drug. In contrast to CSCs, rooperol does not cause ROS (reactive oxygen species) formation in NSCs and selectively activates the pro-survival proteins Akt and Bad. In a second study, we examined the selective anti-cancer potential of several acacic acid-type saponins, from different species of African Albizzia, on epidermoid carcinoma cells; in a next step, we investigated the molecular targets of the anti-cancer compound which showed the greatest proapoptotic activity. The study was performed on a model of aggressive metastatic melanoma cell known to express Oct4. We observed that the pharmacological agent had a selective pro-apoptotic effect, via the activation of p38 MAPK and caspase 3, followed by a decrease on the expression of Oct4. Such effect could not be detected in normal cells. These results highlight new and powerful anticancer compounds able to induce selectively apoptosis of CSCs and their descendants, while sparing NSCs and their descendants.

Les opiacés demeurent des molécules incontournables dans le traitement des douleurs moyennes à sévères. Si leur efficacité dans le traitement de la douleur aiguë est incontestable, leur utilisation chronique est responsable de nombreux effets indésirables comprenant une hypersensibilité à la douleur et une tolérance à leurs effets analgésiques. Une partie de ces effets secondaires résulteraient de l’activation de systèmes anti-opioïdes endogènes, comme les neuropeptides RF-amide, dont des études précédentes suggèrent une complémentarité de fonctionnement dans la modulation de la douleur. Le premier axe de travail de cette thèse fut de développer les outils moléculaires afin d’étudier la possibilité d’interactions fonctionnelles et d’hétérodimérisation de ces récepteurs, en particulier GPR103 et NPFF1R. Nous avons ainsi pu générer et caractériser des lignées cellulaires exprimant les différents récepteurs à peptide RF-amide avec un fluorophore fusionné à leur extrémité amino-terminale. En parallèle, nous avons pu développer au cours d’une collaboration fructueuse avec deux équipes de chimistes un ligand à dualité d’action, agoniste opioïdergique et antagoniste des récepteurs NPFF1R et NPFF2R. Chez la souris, nous avons montré que l’administration sous-cutanée de ce composé produit une analgésie longue durée, qui n’est pas atténuée par le développement de tolérance analgésique ou d’hyperalgésie après une semaine d’administration quotidienne. Le syndrome de sevrage, précipité par la naltrexone est plus faible après l’administration chronique de ce composé qu’avec l’agoniste opioïdergique de référence. De plus, grâce à ses caractéristiques d’agoniste biaisé sur le récepteur MOR, cette molécule induit une plus faible dépression respiratoire chez la souris. / Opioid analgesics continue to be the cornerstones for treating moderate to severe pain. However, upon chronic administration, their efficiency is limited because of prominent side effects, such as tolerance and dependence. One hypothesis for the occurrence of these side effects is that the chronic stimulation of the opioid system may trigger its endogenous counterparts, anti-opioid systems, producing hyperalgesia and analgesic tolerance. Previous data from our lab and others suggest that RF-amide peptide receptors can modulate pain signalling through cross-interactions. We developed cell lines expressing fluorescent RF-amide receptors for the study of functional crosstalk and heterodimerization between RF-amide peptide receptors, i.e. GPR103 and NPFF1R. Through a productive collaboration with two teams of chemists, we identified and characterized multitarget peptidomimetic compounds that combined G protein-biased agonism and NPFFR antagonism. In accordance with in vitro results, we observed that acute subcutaneous administration of this compound produced long-lasting antinociceptive effects with less respiratory depression in mice. No hypersensitivity nor analgesic tolerance developed after chronic administration. Altogether, this molecule showed potent antinociceptive effect with limited side effects upon acute and chronic administration.

L’excès de glucocorticoïdes lors d’un stress prolongé perturbe la neurotransmission monoaminergique et mène à des troubles de l’humeur et de la mémoire. La Venlafaxine (Vlx) et l’Agomelatine (Ago) sont utilisés pour traiter ces troubles. L’exercice physique volontaire est aussi bénéfique pour la santé mentale. Nous avons analysé 1. les changements de l’humeur induits par le stress en fonction du temps, 2. l’effet de l’exercice volontaire sur l’axe hypothalamo-pituitaire, 3. l’efficacité de l’Ago, de la Vlx et de l’exercice à prévenir les perturbations liées au stress et 4. la localisation des récepteurs MT1 et MT2 chez des souris rapportrices transgéniques. Nous démontrons que le stress induit des dérèglements physiques, émotionnels et comportementaux chez des rats stressés. Le prétraitement par l’Ago, la Vlx et l’exercice préviennent l’anxiété, la dépression et les déficits de mémoire. La cartographie des récepteurs MT1 et MT2 a identifié des sites d’action potentiels de l’Ago. / In long-term stress exposure, excess glucocorticoids disturb the balance of monoamine neurotransmitters leading to mood disorders and memory impairment. Venlafaxine and Agomelatin are currently used to treat these disorders. Voluntary exercise also has beneficial effects on mental health. In this work, we analyzed 1. the time-dependent changes in stress-induced mood disorders, 2. the modulating effect of voluntary exercise on the hypothalamic pituitary adrenal axis, 3. the effectiveness of Agomelatin, Venlafaxine and exercise to prevent stress-related behaviors and 4. the localization of MT1 and MT2 receptors in transgenic reporter mice. We demonstrate that stress caused physical, emotional and behavioral abnormalities in stressed rats. Pre-treatment with Agomelatin, Venlafaxine and exercise reduced the chronic stress-related behaviors and prevented anxiety, depression and memory deficits. The mapping of MT1 and MT2 receptors identified potential sites of action of Agomelatin.

Le carcinome à cellules rénales (CCR) se caractérise par une résistance importante aux thérapies. Notre hypothèse était que des voies signalétiques prolifératives, anti-apoptotiques et/ou angiogéniques sont mises en jeu dans la résistance aux thérapies. Il s’agissait de mesurer la sensibilité de lignées cellulaires de CCR humain à différentes classes thérapeutiques in vitro et in vivo. Une étude pilote a été réalisée sur la base de xénogreffes de la lignée A498 chez la souris nude, puis exploitée pour des analyses sur biopuces à protéines afin d’identifier les voies de signalisation induites par le sunitinib. In vitro, les lignées cellulaires de CCR se sont révélées sensibles aux thérapies indépendamment du statut VHL. In vivo, la lignée A498 est apparue résistante au sunitinib. L’approche par biopuces a montré que plusieurs protéines de l’angiogenèse sont modulées sous l'effet du traitement, notamment l’angiogénine. Il n’y a pas de modification de l’expression des protéines de l’apoptose testées. Les formes phosphorylées d’Akt sont également augmentées dans les tumeurs traitées, de même que Lim1 alors que la forme phosphorylée de NFκB est diminuée. Ce travail a ainsi identifié de potentielles cibles impliquées dans les mécanismes de résistance et devraient permettre de définir de nouvelles options thérapeutiques dans le cancer du rein. / The renal cell carcinoma is characterized by a high resistance to therapies. Our working hypothesis was that proliferative signaling pathways, anti-apoptotic and / or angiogenic are involved in resistance to therapies. Thus, as part of this thesis, we measured the sensitivity to chemotherapy and targeted therapies in kidney cancer cell lines in vitro as well in vivo.A pilot study was conducted on the basis of the A498 cell line xenografts in nude mice, and then used for analysis on proteome arrays to identify the signaling pathways induced by sunitinib. In vitro, the cell lines of RCC were sensitive to therapy regardless of the VHL status. In vivo, the line A498 appeared resistant to sunitinib. The approach using the proteome array has shown that several angiogenesis proteins are modulated as a result of treatment, including angiogenin. There was no change in the expression of proteins of apoptosis. Phosphorylated forms of Akt were also increased in the treated tumors, as well as Lim1 whereas the phosphorylated form of NFkB was reduced. This work has identified potential targets involved in resistance mechanisms and should define new therapeutic options in renal cancer.

La douleur est un problème de santé publique majeur qui réduit la qualité de vie des patients et engendre un coût élevé pour la société. Malgré les efforts fournis pour développer de nouveaux analgésiques, les opiacés restent le moyen le plus efficace pour réduire la douleur moyenne à intense. Cependant, leur utilisation prolongée est responsable du développement d’une tolérance à leurs effets analgésiques et d’une hypersensibilité à la douleur (hyperalgésie). Il a été proposé que ces phénomènes pourraient résulter de l'activation d’un système anti-opioïde tel que celui des récepteurs RF-amide, mais leurs mécanismes d’action sont encore mal compris. L'objectif de ce projet a ainsi été d'étudier l'implication des récepteurs RF-amide NPFFR1, NPFFR2 et GPR103a dans le développement de l'hyperalgésie induite par les opiacés. Allant du niveau cellulaire, en s’intéressant à l’expression des ARNm, à la modulation de l’activité neuronale induite par le 26RFa, jusqu’à un niveau plus intégré via une approche in vivo et l’étude des seuils nociceptifs et de la douleur chez la souris ; ce travail a permis d’avoir une vision globale des effets du système RF-amide et principalement de GPR103a. En abordant la question des effets secondaires associés aux traitements chroniques opiacés, ce projet pourrait conduire à l'élaboration de stratégies de traitement de la douleur prometteuses. / Pain is a major health problem that reduces quality of life and imparts high social and economic costs. Despite efforts to develop new analgesics, opiates remain the most effective way to reduce severe pain. However, their prolonged use is associated with the development of analgesic tolerance and hypersensitivity to pain (hyperalgesia). It has been proposed that these phenomena would result from the activation of anti-opioid system like RF-amide receptors system, but their mechanism of action is still poorly understood. The objective of this project was to study the involvement of NPFFR1, NPFFR2 and GPR103a receptors in the development of opioidinduced hyperalgesia. This work gave an overall view of the effects of the RF-amide system and mainly of GPR103a, ranging from the cellular level, to the expression of mRNAs, to the modulation of the 26RFa-induced neuronal activity, up to an integrated level via an in vivo approach and the study of nociceptive thresholds and pain in mice. By addressing the issue of side effects associated with opioid chronic treatments, this project may lead to the development of promising strategies for pain treatment.

Le microenvironnement tumoral, l'angiogenèse tumorale et l'hypoxie jouent un rôle crucial dans la progression tumorale et le développement de thérapies de nombreux cancers. Les limites de pénétration des médicaments, les phénomènes de résistance aux anti-cancéreux, la vascularisation de la tumeur et l’hypoxie sont tous des paramètres influençant les effets du médicament. La culture cellulaire 3D permet de créer un microenvironnement qui imite l’architecture et la fonction des tissus in vivo. L’expression de gènes et de protéines modifiée par l’environnement 3D est une autre caractéristique qui impacte l’effet d’une molécule thérapeutique. Dans notre première étude, afin de développer un modèle 3D vascularisé imitant celle des tumeurs in vivo, nous avons mis en culture des cellules endothéliales en 2D avec des cellules tumorales en 3D. Après 2 semaines de culture, un réseau vasculaire s’est organisé avec des structures de type tubulaire présentant une lumière et exprimant différents marqueurs angiogéniques tels que VEGF, CD31 et Collagène IV. Dans notre deuxième étude, nous avons développé un modèle d’hypoxie in vitro intégrant l'environnement 3D et un agent mimétique de l'hypoxie (CoCl2). Le but de ce modèle est de créer un modèle d'hypoxie imitant les tumeurs in vivo et de montrer l'importance de l'hypoxie dans la réponse et la résistance aux médicaments. Ces résultats ont révélé que la meilleure condition était la combinaison 3D+CoCl2, conduisant à la surexpression des gènes relatifs à l’hypoxie (GLUT1/3, VEGF) et à la résistance aux médicaments (ABCG2, MRP1). L'angiogenèse et l'hypoxie sont des facteurs clés pour le microenvironnement tumoral in vivo et ils doivent être adoptés dans la conception de modèles tumoraux in vitro pour mieux sélectionner et cribler les médicaments anticancéreux. / The tumor microenvironment, tumor angiogenesis, and hypoxia play a critical role in the tumor progression and therapy development of many cancers. Limitations in drug penetration, multidrug resistance phenomena, tumor vascularization, and oxygen deficiency are all parameters influencing drug effects. 3D cell culture allows to create a microenvironment that more closely mimics in vivo tissue architecture and function, thus, gene and protein expression modified by the 3D environment are further features that affect treatment outcome. In our first study, in order to develop a vascularized 3D model like in vivo tumors, we co-cultured 2D endothelial cells with 3D tumor cells. After 2 weeks of this combination, a vascular network was formed and organized with tubule-like structures presenting a lumen and expressing different angiogenic markers such as VEGF, CD31 and Collagen IV. In our second study, we developed an in vitro hypoxia model integrating the 3D environment and a hypoxia mimetic agent (CoCl2) to mimic the in vivo tumors and to show the importance of hypoxia in drug response and resistance. Results revealed that the best condition was the combination 3D+CoCl2 model, leading to overexpression oh hypoxia (GLUT1/3, VEGF) and drug resistance (ABCG2, MRP1) related genes. Taken together, angiogenesis and hypoxia are key factors for in vivo tumor microenvironment and they should be adopted in in vitro model design to better select and screen anticancer drugs.

Les progrès continus de la recherche scientifique dans le domaine de la santé ont entraîné une augmentation de l'espérance et de la qualité de vie. Ainsi, le développement de nouveaux médicaments et des dispositifs médicaux a permis d'améliorer les conditions sanitaires et la prise en charge des patients au prix d'une inflation des dépenses de santé. Ces évolutions ont eu pour conséquences d'inciter les états à mettre en place des procédures d'évaluation de l'efficacité et de la gestion des risques liés à ces nouvelles approches thérapeutiques. Plus récemment, les restrictions budgétaires liées à la crise économique dans de nombreux pays de l'OCDE ont contraint les états à diminuer la part de leur budget consacré à la santé. Cette situation les a conduits à mettre en place des politiques de santé basées sur l'optimisation des ressources.En ce sens, l'évaluation médico-économique et la pharmaco-épidémiologie constituent pour les acteurs de santé et pour les décideurs politiques un outil d'analyse décisionnelle particulièrement légitime. Ils sont aujourd'hui de plus en plus intégrés dans les réflexions sur les stratégies de soins et dans la mise en place des programmes de santé. L'objectif de notre travail de recherche a été à travers deux projets, d'étudier l'intérêt de l'évaluation médico-économique et de la pharmaco-épidémiologie en chirurgie pédiatrique. Ainsi, dans une première partie plus théorique, une synthèse des différentes études de pharmaco-économie, de pharmaco-épidémiologie a été conduite et un état des lieux des études d'évaluation médico-économiques dans la chirurgie de l'enfant a été réalisé. Dans une seconde partie plus pratique, les deux projets concernant la chirurgie pédiatrique sont présentés :- Le projet 1 (pharmaco-économie) présente l'évaluation et l'analyse coût-efficacité dutraitement du reflux vésico-urétéral de grade modéré chez l'enfant.- Le projet 2 (pharmaco-épidémiologie) est une étude multicentrique prospective surl'épidémiologie de l'invagination intestinale aiguë de moins de 1 an (EPIstudy) / The continuing progress of scientific research in the field of health have led to increasingexpectancy and quality of life. Thus, the development of new medicines and medical deviceshave improved the health conditions and treatment of patients at the cost of inflation inhealth spending. These developments have effects for encouraging states to implementprocedures of effectiveness assessment and management of risks associated with these newtherapeutic approaches.More recently, budget cuts due to the economic crisis in many OECD countries havecompelled states to reduce the proportion of their budgets on health. This led them todevelop health policies based on resource optimization.In this sense, the health econoic evaluation and pharmacoepidemiology are for healthcarestakeholders and policy makers a tool for decisional analysis. They are now increasingly integrated into reflection on care strategies and the implementation of health programs. The objective of our research has been through two projects, to study the interest of the health economic evaluations and pharmacoepidemiology in pediatric surgery. Thus, in a first, theoretical part, it is a synthesis of various studies of pharmaco-economics, pharmacoepidemiology was conducted and an inventory of economic evaluation studies in pediatric surgery was performed. In the second part more convenient, both projects are presented in pediatric surgery :- Project 1 (pharmacoeconomic) presents evaluation and cost-effectiveness analysis oftreatment of moderate grade of vesicoureteral reflux in children.- Project 2 (Parmacoepidemiology) is a prospective multicenter study of theepidemiology of acute intussusception among infants (EPIstudy)

Les ADN topoisomérases régulent la topologie de l’ADN lors des processus cellulaires tels que la réplication, la transcription ou la ségrégation des chromosomes au cours de la division cellulaire. Leur rôle crucial dans le maintien de l’intégrité du génome et dans la transmission des gènes en fait des cibles privilégiées pour le développement de molécules thérapeutiques. Cependant, les inhibiteurs utilisés actuellement comme agents anti-tumoraux contre les topoisomérases humaines sont peu spécifiques et entrainent de nombreux effets secondaires. De même, l’utilisation massive d’antibiotiques à large spectre contre les topoisomérases bactériennes entraine l’apparition de mutations et le développement de souches résistantes. L'amélioration des traitements dépend de notre compréhension du mécanisme catalytique, des fonctions cellulaires précises, des architectures tridimensionnelles et des processus d'inhibition de ces ADN topoisomérases. Nous nous sommes tout d’abord consacrés à l’étude structurale de l’interaction entre la Coumermycine-A1, un antibiotique de la famille des aminocoumarines, avec le domaine ATPase de l’ADN Gyrase, une topoisomérase 2A bactérienne. Les résultats obtenus ont révélé un mode d’inhibition inédit et ouvrent la voie à la conception de nouveaux dérivés de cet antibiotique, ciblant plus spécifiquement les ADN Gyrases de pathogènes. La seconde partie de la thèse a consisté en l’étude de l’architecture complète de l’ADN Gyrase et de l’isoforme alpha de la Topo II humaine par Cryo-microscopie électronique. Les données structurales obtenues révèlent pour la première fois l’architecture complète de ces topoisomérases à haute résolution. L’ensemble des résultats apporte de nouveaux éléments pour la compréhension des mouvements allostériques des topoisomérases 2A lors du cycle catalytique. Ces données, jusque-là inaccessibles par les méthodes structurales conventionnelles, sont essentielles pour le développement de nouvelles molécules inhibitrices pouvant cibler spécifiquement différents états catalytiques. / DNA topoisomerases regulate DNA topology during cellular processes such as replication, transcription or chromosome segregation. Their crucial role in maintaining the integrity of the genome and in genetic transmission makes them prime targets for the development of therapeutic molecules. However, the inhibitors currently used as anti-tumor agents against human topoisomerases are not very specific and cause many side effects. Similarly, the massive use of broad-spectrum antibiotics against bacterial topoisomerases leads to the appearance of mutations and the development of resistant strains. The optimization of current therapeutics depends on our understanding of the catalytic mechanism, the precise cellular functions, the complete three-dimensional architectures and the inhibition processes of these topoisomerases. This study first focused on the structural characterization of the interaction between Coumermycin-A1, an aminocoumarin antibiotic, with the ATPase domain of DNA Gyrase, a bacterial Type 2A topoisomerase. The results obtained revealed an unprecedented mode of inhibition and pave the way to the design of new variants of this antibiotic, specifically targeting pathogenic DNA Gyrases. The second part of the thesis consisted in the study of the complete architecture of the DNA Gyrase and the human Topo II alpha isoform by Cryo-electron microscopy. The structural data obtained reveal for the first time the complete architecture of these topoisomerases at high-resolution. The results shed light on the finely-tuned allosteric movements of topoisomerases 2A during the catalytic cycle. These information, until now out of reach using the conventional structural methods, are essential for the development of new inhibitory molecules that can specifically target different catalytic states.