In this thesis, we develop a stochastic calculus for the space-time Lévy white noise introduced in [1] as an alternative for the Gaussian white noise perturbing an stochastic partial differential equation (SPDE). We give a new proof for the Itô formula for some integral processes related to this Lévy white noise. Then, we consider a general non-linear SPDE on R_+* R driven by this Lévy white noise and we show that this equation has a unique random-field solution. Using Rosenthal's inequality, we develop a maximal inequality for the moments of order p≥2 of the stochastic integral with respect to this noise. Based on this inequality, we show that the stochastic wave equation equation has a unique solution, which is weakly intermittent in the sense of [2, 3]. Finally, we develop a Malliavin calculus with respect to the compensated Poisson random measure associated to the Lévy white noise. Under certain conditions, we show that the solution is Malliavin differentiable and its Malliavin derivative satisfies an integral equation. [1] Integration with respect to Lévy colored noise, with application to SPDEs: Stochastics An International Journal of Probability and Stochastic Processes , 87, 363-381. [2] Intermittence and nonlinear parabolic stochastic partial differential equations. Electronic Journal of Probability. Vol 21, 548-568. [3] Analysis of stochastic partial differential equations. CBMS Regional Conference Series in Mathematics, Vol 119. American Mathematical Society.

Le cytosquelette microtubulaire est une des cibles majeures en thérapie anticancéreuse. La caractérisation des isoformes d'une protéine est une problématique complexe en analyse protéomique. Pourtant il est crucial de mettre en évidence les variations de séquence primaire et les modifications post-traductionnelles qui peuvent dans certains cas être corrélées avec un phénomène physiologique et dans d'autres avec un état pathologique. Ainsi, la surexpression de l'isotype βIII de la tubuline, protéine constitutive des microtubules, peut avoir des conséquences importantes sur la régulation des propriétés dynamiques des microtubules et donc sur la réponse des tumeurs aux agents anticancéreux. Chaque isotype de tubuline se distingue principalement par les derniers acides aminés composant leur extrémité C-terminale. L'analyse top-down par MALDI-ISD est une approche de choix pour la caractérisation des isotypes de tubuline dont βIII. De plus, les propriétés spécifiques de fragmentation de cette protéine rendent possible son étude in situ sur coupes de tissue. Le choix de la matrice ainsi qu'une connaissance de la séquence primaire des protéines sont des paramètres importants lors des analyses MALDI-ISD. Une protéine telle qu'EB1, présentant une forte homologie de séquence C-terminale avec l'isotype α1B de la tubuline, est un candidat intéressant pour ce type d'approche. Cette protéine associée aux microtubules est le centre d'un réseau protéique régulant la dynamique des microtubules tel que dans le cas de l'angiogenèse tumorale. L'interaction entre EB1 et les protéines à domaine CAP-Gly se réalise par l'intermédiaire de son motif C-terminal -EEY où la tyrosine semble en être l'élément régulateur. La mise au point d'une approche de protéomique d'affinité pour l'identification et la quantification par spectrométrie de masse des complexe interagissant avec EB1 semble donc être un prérequis pour l'élaboration de nouveaux composés inhibant ce type d'interaction dans des contextes biologiques précis. / Microtubule is one of the major targets in cancer therapy. Protein isoforms characterization is a complex issue in proteomic analysis. Yet is is crucial to highlight primary sequence variations and posttranslational modifications that are associated with physiological processes or pathologies. Thus overexpression of βIII-tubulin isotype, protein that make up microtubules, can have consequences on the regulation of microtubules dynamic properties and therefore tumors response to anticancer agents. Each tubulin isotype is distinguished by the last amino acids of their C-terminus. MALDI-ISD top-down analysis is of interest for tubulin isotypes characterization as βIII. In addition, specific fragmentation properties of this protein make possible its in situ study on tissue sections. Matrix choice and knowledge of proteins primary sequence are important parameters for MALDI-ISD experiments. As protein such as EB1, that presents high sequence homology with α1B-tubulin isotype C-terminus, is an interesting candidate for this kind of approach. This microtubule associated protein is the core of a protein netword that regulates microtubule dynamics such as in the cas of tumor angiogenesis. The interaction between EB1 and proteins with CAP-Gly domain is realized through its C-terminal motif -EEY and tyrosine seems to be the regulatory element. The development of an approach by proteomics affinity for the identification and the quantification by mass spectrometry of complex interacting with EB1 appears to be a prerequisite for the development of new compounds that inhibit this peculiar mode of protein-protein interaction in specific biological contexts.

Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur cérébrale primaire la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. Malgré un traitement associant radiothérapie et chimiothérapie, la récidive est quasi systématique du fait de la résistance des cellules tumorales. En effet, elles peuvent détourner des mécanismes de survie, comme l’autophagie, qui est amplifiée lorsque la disponibilité en oxygène est réduite. De la même manière, la signalisation des facteurs de croissance, comme celle des neurotrophines, est détournée de sorte à favoriser la survie cellulaire. Ces deux mécanismes sont connus pour être associés à une population de cellules tumorales particulières, les cellules souches cancéreuses (CSC), identifiées comme participant à la résistance aux traitements du GBM et à la récidive. Elles sont en effet peu sensibles à la radiothérapie et à la chimiothérapie et sont capables de reformer une tumeur. Nous avons ciblé deux objectifs principaux : i) identifier le rôle de l’autophagie et de la signalisation neurotrophique passant par TrkC dans la survie des cellules de GBM soumises à un stress hypoxique, ii) étudier l’implication de ces deux mécanismes dans la mise en place et le maintien d’un compartiment de CSC au sein de la tumeur. Nos travaux (réalisés sur quatre lignées cellulaires de GBM) ont montré que l’autophagie et la signalisation TrkC sont activées en cas de stress hypoxique court (< 24h). De plus, il existe une compensation entre ces deux voies de survie lorsque l’une ou l’autre est déficiente. Nous avons également pu mettre en évidence que la perte de l’une des voies modifie le phénotype de la population des CSC, que ce soit au niveau fonctionnel (prolifération, résistance au Témozolomide) ou au niveau de l’expression des marqueurs de cellules souches. Ainsi l’invalidation de ces voies de survie pourrait influencer l’état plutôt activé ou plutôt quiescent des CSC, ce qui modifie leur résistance au traitement. Cette capacité d’adaptation des CSC souligne l’aspect dynamique de ce compartiment dans le GBM. / Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and aggressive adult primary brain tumor. Despite a treatment combining radiotherapy and chemotherapy, recurrence is almost systematic because of the tumor cell resistance. Indeed, they are able to develop various survival mechanisms, such as autophagy, which is amplified in hypoxic conditions. Furthermore, several growth factors, such as neurotrophins, promote cell survival signaling. These two survival processes are highly related to the development of cancer stem cells (CSCs). CSCs have been identified as contributing to the GBM resistance to radiotherapy and chemotherapy treatments and recurrence by their ability to reconstitute a tumor. Our two main objectives were: i) to identify the role of the autophagy and neurotrophin signaling, mediated by the receptor TrkC, in survival of GBM cells under hypoxic stress condition, ii) to study the involvement of these two mechanisms in the CSCs resistance to treatment processes, and their maintenance within the tumor. Our results (assessed on four GBM cell lines) showed that both autophagy and TrkC signaling were activated in hypoxic stress conditions (<24h). Interestingly, there is a compensation between these two survival pathways. We demonstrated that the loss of one of the pathways modifies the phenotype of the CSC population, whether at a functional level (proliferation, resistance to Temozolomide) or for the expression of stem cell markers. Thus, the invalidation of these survival pathways could affect the activation state of CSCs, which modifies their resistance to the treatment. This adaptive capacity of CSCs highlights their dynamic aspects in this compartment in the GBM.

La leishmaniose est une menace pour la santé d'environ 1 milliard d'individus globalement et son contrôle est précaire. L'un des points culminants de ce contrôle est le traitement des cas par la chimiothérapie. Seulement 4 composés sont actuellement recommandés pour traiter la leishmaniose. L'utilisation de ces composés est restreinte par leur coût, la complexité d'administration et par l'émergence de résistance. Il y a donc un besoin urgent de nouvelles molécules pour traiter la leishmaniose. L'étude de la résistance fourni une multitude d'informations qui peut permettre d'ajuster les traitements et le développement de nouvelles molécules. En effet l'étude de la résistance permet l'identification de marqueurs de résistance, de choisir les composantes d'une multithérapie de façon à contrer l'émergence de résistance et même de dévoiler les cibles thérapeutiques de certains composés. Dans le cadre de la présente thèse, deux méthodes génomiques pour faire l'étude de la résistance ont été utilisées, soit le séquençage de génomes de souches cliniques résistantes et l'application du Cos-Seq (un criblage génomique par gain de fonction) sur des molécules nouvelles ou repositionnées ayant une activité anti-Leishmania. Cela a permis l'identification de marqueurs de résistance, et de cibles thérapeutiques. Le séquençage de génomes de parasite résistants a mis en lumière une insertion de 2 nucléotides dans le gène de l'aquaglycéroporine AQP1. Des expériences d'édition de l'ADN ont validé AQP1 comme marqueur de la résistance à l'antimoine chez les souches cliniques. La technique de Cos-seq a été utilisé avec un composé GSK TCMDC 143295 et a mis en lumière la sous-unité régulatrice RPN1, une composante clé du protéasome. Le niveau de résistance observé suite à la transfection de RPN1, l'interaction drogue-RPN1 telle qu'observée par protection à la trypsine, et l'essentialité du gène RPN1 nous porte à croire qu'il s'agit de la cible thérapeutique de TCMDC 143295. L'approche Cos-seq a également été utilisée avec six drogues repositionnées et actives contre le Leishmania. Les résultats les plus probants sont les suivants. Nous avons réussi à isoler la cible de la terbinafine soit la squalene époxydase ERG1. Cette même époxydase conférait une hyper susceptibilité au kétoconazole. Nous avons isolé un cosmide enrichi avec une sélection avec la tafenaquine qui code pour une NAD synthase et qui pourrait s'avérer sa cible. Finalement nous avons isolé des cosmides, suite à une sélection avec le tamoxifène et l'allopurinol, qui codent respectivement pour des transporteurs ABC et des transporteurs membranaires. Des études supplémentaires détermineront si ces différents gènes enrichis lors du crible sont des cibles ou des mécanismes de résistance. Bien que de plus amples expérimentations seront nécessaire afin de consolider les informations recueillies dans la présente thèse, elles sont tout de même déjà des pistes solides pour mieux orienter le développement ou l'amélioration de nouvelles molécules ainsi que l'approche de traitement des leishmanioses. Cela démontre une fois de plus l'utilité d'étudier la résistance pour permettre une meilleure approche du contrôle de la leishmaniose.

Cette thèse porte sur l’approvisionnement des services de transport routier à charge pleine en utilisant le mécanisme d’enchères combinatoires. Traditionnellement, chaque expéditeur roule une enchère séparée pour satisfaire ses besoins internes de transport indépendamment des autres enchères roulées par d’autres expéditeurs. Étant donné que le processus de négociation pour l’établissement de contrats entre les expéditeurs et les transporteurs prend un à deux ans, les transporteurs sont amenés, dans certains cas, à soumettre des mises dans plus d’une enchère en même temps sans connaitre les résultats des autres enchères et savoir laquelle des offres qu’ils ont déjà soumises est effectivement gagnée. Pour contourner les inconvénients d’untel mécanisme, un nouveau mécanisme d’approvisionnement des services de transport basé sur des enchères est proposé. Il offre aux transporteurs la possibilité de soumettre simultanément sur les contrats requis par différents expéditeurs dans une seule enchère combinatoire où les demandes des expéditeurs sont centralisées. Il s’agit d’une vente aux enchères unique dans laquelle plusieurs expéditeurs présentent dans une seule enchère leurs services de transport qu’ils veulent sous-traiter et les transporteurs soumettent des mises combinatoires couvrant un ensemble de contrats appartenant à différents expéditeurs. Cette recherche examine l’impact d’un tel mécanisme centralisé sur les transporteurs ainsi que sur les expéditeurs en le comparant au mécanisme décentralisé traditionnel et en tenant en considération différents comportements à risque des transporteurs. La première partie de cette thèse présente une heuristique utilisée par les transporteurs pour construire des offres combinatoires dans les enchères dédiées à l’approvisionnement des services de transport routier à charge pleine. L’heuristique peut être utilisée par les transporteurs dans les enchères centralisées et décentralisées à la fois. On suppose que les transporteur sont déjà des engagements avec d’autres expéditeurs pour servir leurs contrats avant de participer à l’enchère et que les routes qui sont déjà définies pour les contrats existants doivent être conservées. L’heuristique proposée identifie d’abord les nouveaux contrats rentables et les intègre efficacement dans les routes existantes des transporteurs. Ensuite, elle construit de nouvelles routes pour les véhicules inutilisés avec les nouveaux contrats restants, quand cela est rentable. L’heuristique offre au transporteur la possibilité de soumettre des mises simples ou combinatoires avec un intervalle de prix de vente rentable pour chaque mise. L’heuristique se révèle rapide et efficace: elle exploite bien le réseau existant des transporteurs, génère des offres intéressantes permettant un profit additionnel considérable et couvre un pourcentage important de nouveaux contrats. Comparée à une méthode de solution exacte pour le problème de construction de mises, les résultats prouvent que l’heuristique identifie des solutions optimales ou quasi-optimales pour des instances de petite taille. Pour les grandes instances, la solution exacte soit elle identifie une solution pire que celle produite par notre heuristique ou échoue à identifier une solution réalisable. Dans la deuxième partie de la thèse, nous étudions les avantages/inconvénients du mécanisme d’enchère centralisée sur les transporteurs, en le comparant aux enchères décentralisées considérant différents comportements à risque des transporteurs. Lors de la construction des mises, les transporteurs peuvent miser en ayant un comportement trop risqué ou le contraire averse aux risques. Les résultats montrent que du point de vue du transporteur, les enchères centralisées offrent le meilleur compromis entre profit, efficacité du réseau et diversification du marché. Dans la troisième partie de la thèse, les avantages/inconvénients de l’enchère centralisée sur les expéditeurs sont étudiés en comparant les enchères centralisées aux décentralisées et en tenant compte des différents comportements à risque des transporteurs au moment de la construction des mises. Les résultats obtenus prouvent que du point de vue de l’expéditeur, les enchères centralisées amènent les expéditeurs à réaliser des économies de coûts considérables réalisées principalement grâce aux bas prix des mises proposées dans les enchères centralisées en les comparant avec les enchères décentralisées. La dernière partie de la thèse modélise et résout le problème de détermination des mises gagnantes (DMG) basé sur la réputation pour les enchères de transport combinatoires et centralisées. Dans ces enchères, le commissaire-priseur doit décider des mises gagnantes sachant qu’une même mise peut inclure des contrats de différents expéditeurs et que la réputation d’un transporteur peut différer d’un expéditeur à un autre. L’objectif est de trouver le meilleur compromis entre les prix offerts et le niveau de service des transporteurs. Le modèle DMG centralisé basé sur la réputation est résolu à l’optimalité et les résultats montrent que la prise en compte de la réputation dans un DMG centralisé peut entraîner des économies considérables sur les coûts totaux payés par tous les expéditeurs. De plus, les expéditeurs peuvent faire affaire avec des transporteurs moins privilégiés pour eux tout en réajustant leurs propres évaluations via cette collaboration. Cette thèse est organisée comme suit. Après un chapitre d’introduction générale, nous présentons une approche heuristique pour le problème de construction des mises d’enchères combinatoires. Après cela, nous présentons dans les chapitres 3 et 4 ce que nous appelons les enchères centralisées et nous les comparons aux enchères décentralisées du côté des transporteurs ainsi que des expéditeurs. Le cinquième chapitre résout le modèle de problème de détermination des mises gagnantes basé sur la réputation pour les enchères de transport combinatoire centralisé et la conclusion et les orientations pour les travaux futurs sont présentés dans le dernier chapitre. / This thesis addresses the procurement of truckload services through combinatorial auctions.Traditionally, each shipper runs a separate auction to satisfy its proper transportation needs independently from other shippers in decentralized auctions. Since the negotiation process for establishing contracts between shippers and carriers takes one to two years, carriers, in some cases, are led to bid in more than one auction at the same time before knowing which of the bids they submitted are effectively won. To circumvent the inconvenient of such mechanism, a novel auction-based procurement mechanism is proposed. It offers to carriers the opportunity to bid on the contracts required by different shippers simultaneously in a single combinatorial auction where shippers’ requests are centralized. That is a single auction where multiple shippers present their transportation requests simultaneously, and carriers submit package bids covering a set of contracts belonging to different shippers. The research study investigates the impact of such a centralized mechanism on carriers as well as on shippers by comparing it to the traditional decentralized mechanism under different carriers’ risk behaviours. The rest part of this thesis presents a heuristic approach used by carriers in centralized and decentralized auctions for constructing combinatorial bids in transportation auctions for the procurement of truckload transportation services. It assumes that carriers have already engaged on a set of transportation contracts before participating to the auction, and the routes already defined for the existing contracts must be kept. The proposed heuristic first identifies profitable new contracts and efficiently integrates them into a carrier’s existing routes. Then it builds new routes for unused vehicles with the remaining new contracts, when it is profitable. The heuristic offers the carrier the possibility to submit either a single bid or multiple bids with an interval of profitable ask prices for each bid. The heuristic is shown to be fast and efficient: It exploits well the carriers existing network, generates interesting bids enabling an additional potential profit and covers a large percentage of new contracts. Even when compared with an exact solution method, results prove that the heuristic identifies optimal or near-optimal solutions for small-sized instances. However, for larger instances, the exact method either identifies a solution that is worse than that output by our heuristic or fails in identifying a feasible one. In the second part of the thesis, we investigate the benefits/drawbacks of such a centralized auction on carriers by comparing it to decentralized auctions under different carriers risk behaviour attitudes. When bidding, two types of carriers are considered: too risky carriers andaverse-to-risk carriers. Results show that from the carriers perspective, centralized auctions offer the best compromise between profit, network efficiency and business diversification In the third part of the thesis, the benefits/drawbacks of centralized auctions on shippers are studied by comparing them to decentralized auctions and considering different carrier’s risk behaviour attitudes when bidding. Obtained results prove that from shippers perspectives,centralized auctions lead shippers to realize considerable cost savings achieved mainly due to attractive bids prices offered in centralized auctions. The last part of the thesis considers a reputation-based winner determination problem (WDP)model for centralized combinatorial transportation auctions in which the auctioneer should decide on the winning bids knowing that a same bid may include shipping contracts requested by different shippers and a carrier reputation may differ from one shipper to another. The objective is to find the best trade-off between bid prices and carriers level of service. The centralized reputation-based WDP model is solved to optimality and results show that considering reputation in a centralized WDP may lead to considerable savings in total costs paid by all shippers. Also, shippers may deal with less-preferred carriers while readjusting their own evaluations. This thesis is organized as follows. After a general introduction chapter, we present a heuristic approach for combinatorial bid construction problem. After that, we present in chapters 3and 4 what we call centralized auctions, and we compare them to decentralized auctions from the perspective of carriers and shippers. The fifth chapter solves the reputation-based winner determination problem model for centralized combinatorial transportation auctions and the conclusion and directions for future work are presented in the last chapter.

Thèse en cotutelle, doctorat en sciences des aliments : Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Museum national d'histoire naturelle,75005 Paris, France / L'émergence de bactéries multirésistantes (BMR) est un risque majeur pour la santé humaine et animale. Le problème est exacerbé par le besoin croissant de produits alimentaires, poussant l'industrie agricole à utiliser de plus en plus d'antibiotiques en réponse à la demande. De multiples pistes de recherche sont explorées pour répondre à l'urgence croissante de la situation, dont celle des bactériocines. Ces peptides antimicrobiens d'origine bactérienne présentent des spectres d'activité étroits et leur présence naturelle dans le microbiote de nombreux mammifères en font des candidats prometteurs. Actuellement, le potentiel des microcines, bactériocines des Enterobacteriaceae, est peu étudié. Ces peptides exercent leur activité antibactérienne sur d'autres Enterobacteriaceae qui sont considérées comme des menaces urgentes et sérieuses par le « Centre for Disease Control » (CDC). Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est de déterminer si les microcines sont une solution pertinente à la crise des antibiotiques, que ce soit comme remède provisoire ou comme mesure plus durable. Quatre microcines différentes ont été choisies pour ce projet : la microcine C (McC= un peptide nucléotidique inhibiteur de l'aspartyl ARNt synthase ; la microcine B17 (MccB17) un peptide portant des cycles thiazole et oxazole inhibiteur de l'ADN gyrase ; la microcine J25 (MccJ25) un peptide lasso inhibiteur de l'ARN polymérase et enfin la microcine E492 (MccE492) un peptide sidérophore qui cible la membrane interne par association avec le transporteur de mannose ManYZ. Dans un premier temps, nous avons produit et purifié les microcines. Ensuite, nous avons caractérisé l'efficacité des microcines contre une collection d'Enterobacteriaceae composée de différents pathogènes et BMR. Ces dernières regroupaient des souches Escherichia coli, Salmonella enterica et Klebsiella pneumoniae provenant de différents environnements, humain, animal, hôpitaux etc... Il a été observé qu'aucune des souches utilisées dans l'étude n'ait capable de résister aux quatre microcines, dans la marge de concentrations testée (jusqu'à 50 μg/mL). McC a montré le spectre d'activité le plus large, alors que la MccJ25 a montré la plus faible concentration minimale inhibitrice. Nous avons ensuite testé l'activité inhibitrice de différentes combinaisons de microcines ou de microcines avec des antibiotiques ayant des mécanismes d'action différents dont le but d'identifier des consortia à effet synergique ou additif. Aucun antagonisme n'a été observé alors que plusieurs combinaisons ont présenté des effets partiellement synergiques. Sur la base de cette étude phénotypique, aucune corrélation n'a été observée entre la résistance aux microcines et les phénotypes de résistance aux antibiotiques. Une étude génomique a été menée pour mieux évaluer la relation entre la résistance aux antibiotiques et la résistance aux microcines. Les séquences des génomes globaux de toutes les souches cibles ont été déterminées et analysées en utilisant différents programmes bio-informatiques. Les séquences de tous les gènes codant des protéines impliquées dans la biosynthèse des microcines et leurs mécanismes d'action ont été comparées. On a constaté que 48,5% de tous les phénotypes résistants aux microcines observés sont corrélés avec des changements significatifs des gènes codant pour les cibles de la microcine dans la cellule inhibée. Une étude non ciblée a été menée pour explorer tout nouvel élément génétique responsable de la résistance aux microcines. Il a été confirmé qu'aucun gène de virulence ou AMR n'était impliqué dans la résistance aux microcines. En outre, 28,5% de tous les phénotypes de résistance aux microcines observés étaient liés à de nouveaux éléments génétiques impliqués dans la réponse au stress, le métabolisme du sucre et / ou les systèmes toxine/anti-toxine. Enfin, nous avons analysé l'impact des microcines et par extension des bactériocines sur l'hôte dans un modèle in vivo porcin. L'impact de la microcine J25 et la nisine ont été étudié sur des porcelets en sevrage en comparaison avec deux traitements contrôles (antibiotique et sans traitement). Les traitements par antibiotique et MccJ25 ont montré les meilleures performances de croissance chez les porcelets, suivi du traitement par la nisine. Aucune différence significative dans la composition du microbiote n'a été observée au niveau des phyla. Cependant, le traitement nisine a présenté un impact négatif sur le genre Streptococcus. Parallèlement, les différents traitements n'avaient pas d'impact sur la composition des acides gras à chaîne courte. Le traitement ATB a montré le plus fort impact au niveau du métabolome fécal des porcelets. En conclusion, cet ensemble de travaux représente une approche holistique de l'évaluation du potentiel des microcines en tant qu'alternative aux antibiotiques. Ainsi, les spectres d'activité, les mécanismes de résistance et l'impact des microcines ont été caractérisés avec un haut niveau de précision, plus approprié pour les antimicrobiens à spectre étroit. / The emergence of multidrug-resistant (MDR) bacteria is a major risk to human and animal health. The problem is exacerbated by the growing need for food, pushing the agricultural industry to use more and more antibiotics in response to an increasing human population. Multiple avenues of research are being explored to respond to the growing urgency of the situation, including bacteriocins. They exhibit narrow activity spectra and their natural presence in the microbiota of many mammals make them promising candidates. Currently the potential of microcins, a member of the bacteriocin family, is poorly studied. They are generally produced from Enterobacteriaceae to target other Enterobacteriaceae that are considered urgent and serious threats by the (CDC) Center for Disease Control. Therefore, the main objective of this thesis is to determine whether microcins are a plausible solution to the antibiotic crisis, either as an interim remedy or as a more durable measure. Four different microcins were chosen for this project; McC a nucleotide peptide and inhibitor of tRNA synthase; MccB17 a thiazole oxazole modified microcin (TOMM) that inhibits DNA Gyrase; MccJ25 a lasso peptide and RNA polymerase inhibitor and finally MccE492 a siderophore peptide that targets the inner membrane through stable association with the mannose transporter ManYZ. Initially, the effectiveness of microcins was characterized against a collection of Enterobacteriaceae composed of different pathogens and MDR strains. These were natural isolates of the medically pertinent Escherichia coli, Salmonella enterica and Klebsiella pneumoniae species, and from a variety of environments such as human, animal, hospitals, etc. It was observed that none of the strains used in the study were able to with stand all four microcins, within the tested range of concentrations (up to 50 μg/mL). McC had the widest activity spectra and MccJ25 had the lowest minimum inhibitory concentration. Furthermore, microcin inhibition varied between bacteriostatic and bactericidal for all tested microcins. Moreover, we tested whether these microcins can be combined with each other or with other antibiotics of different mechanisms of action to increase their activity. No antagonism was observed, and multiple partially synergistic effects were recorded, mostly in microcin antibiotic consortia. Based on this phenotypic study, no correlation was observed between microcin resistance and antibiotic resistance phenotypes. Second, a genomic study was conducted to better assess the relationship between antibiotic resistance and microcin resistance to confirm whether there is potential crossover. The genetic sequences of all genes involved in microcin biosynthesis, and their mechanisms of action were compared. It was found that 48.5% of all observed microcin-resistant phenotypes correlated with significant changes in genes encoding microcin partners in the target cell. Then a (GWAS) Genome Wide Association Study was conducted to explore any novel genetic element responsible for resistance to microcins. It was confirmed that no virulence or (AMR) antimicrobial resistance genes were involved in microcin resistance. In addition, 28.5% of all microcin resistance phenotypes observed were related to novel genetic elements involved in stress response, sugar metabolism and/or (TA) toxin-antitoxin systems. Finally, we sought to analyse the impact of microcins and by extension bacteriocins on the host in an in vivo porcine model. The impact of two bacteriocin treatments (NIS, Nisin and MIC, MccJ25) were studied on weaning piglets compared with two control treatments (ATB, antibiotic) and (SAB, without treatment). The ATB and MIC treatments showed the strongest growth in piglet weights, followed by the NIS and SAB treatment. No significant shifts to the microbiota compositions were observed on the phyla level, albeit with a negative impact of NIS on the Streptococcus genus. Additionally, there was no significant impact of the treatments on the composition of Short Chain Fatty Acids(SCFAs), yet the ATB treatment presented the most distinct metabolome profile. This suggest that both MccJ25 and Nisin are able to yield similar health benefits to weaning pigs as antibiotics while better preserving their gut homeostasis. In conclusion, this body of work represents a holistic approach to the evaluation of the potential of microcins as an alternative to antibiotics. Whereby, the activity spectra, resistance mechanisms and impact of microcins was characterised with a high level of precision, more appropriate for narrow spectrum antimicrobials.

Streptococcus pneumoniae est le pathogène bactérien le plus important des voies respiratoires chez les adultes et les enfants causant la pneumonie, la bronchite et l’otite de l’oreille moyenne. Cette bactérie est responsable d’une morbidité et d’une mortalité importante, entre autres, chez les jeunes enfants. La prévalence générale des souches de pneumocoques résistants et multirésistants est en hausse dans le monde compliquant la thérapie antimicrobienne vis-à-vis cette bactérie. Face à cette problématique, nous avons voulu caractériser les mécanismes de résistance à la ciprofloxacine (CIP), la tétracycline (TC) et la tigécycline (TGC) chez des mutants sélectionnés en laboratoire et des souches cliniques afin de potentiellement découvrir de nouvelles cibles diagnostiques de la résistance vis-à-vis ces molécules. L’approche génomique utilisée dans cette thèse (séquençage de génome et transformation) a permis de faire la caractérisation génotypique et phénotypique des mutants résistants aux trois antibiotiques utilisés dans l’étude. Cette approche, en plus de préciser le rôle des mutations dans les gènes parC et gyrA dans la résistance à la CIP, a permis de déterminer que le pneumocoque peut mettre en place des mécanismes de résistance secondaires le rendant résistant à la CIP et à la TC. En effet, l’acquisition d’une mutation dans le gène spr1902 protège la bactérie contre les dérivés réactifs à l’oxygène (ROS) induit par la CIP. De plus, la surexpression de PatA/PatB ainsi que la présence de mutations dans l’opéron du transporteur PatA/PatB induit de faibles niveaux de résistance à la CIP et à la TC, en absence de tetM et tetO. Un lien a également été établi entre la résistance à la TC et la surexpression de gènes de la voie de biosynthèse de la thiamine chez des souches de S. pneumoniae non-sensibles à la TC. Finalement, les mécanismes de résistance à la TGC ont été décrit, pour la première fois, chez le pneumocoque (mutations dans la protéine ribosomale S3 (rpsC ; spr0195), S10 (rpsJ; spr0187), l’ARNr 16S et une méthyltransférase de l’ARNr 16S hypothétique (spr1784). Ceuxi-ci causent une résistance croisée aux TCs de première et deuxième génération. Dans cette thèse, nous avons mis en lumière de nouveaux marqueurs de la résistance aux antibiotiques chez S. pneumoniae. / Streptococcus pneumoniae is a Gram-positive pathogen responsible for pneumonia, bronchitis and otitis media leading to considerable morbidity and mortality among children and adults. The prevalence of resistant and multi-resistant strains increases worldwide impairing antimicrobial treatments toward this bacterium. We characterised resistance to ciprofloxacin (CIP), tetracycline (TC) and tigecycline (TGC) in laboratory-derived resistant mutants and unsusceptible clinical isolates to further our comprehension of resistance mechanisms and potentially uncover new therapeutic and diagnostic targets toward these drugs. The genomic approaches used in this thesis (genome sequencing and DNA transformation) allowed the phenotypic and genotypic characterisation of mutants resistant to three antibiotics. By this approach, the role of parC and gyrA mutations in CIP resistance was confirmed and even extended and it was also possible to determine that S. pneumoniae may select secondary mechanisms of resistance to CIP and TC besides target-site mutations. Acquisition of a mutation in spr1902 is shown to protect the bacteria against oxygen-reactive species induced by CIP. Furthermore, overexpression of the ABC transporter PatA/PatB and mutations in the coding region of this transporter confer low-level resistance to CIP and TC. A link was also established between TC resistance and overexpression of genes involved in the thiamine biosynthesis and salvage pathway in S. pneumoniae TC non-susceptible isolates. Finally, for the first time, the mechanisms of resistance to TGC in S. pneumoniae were described (mutations in ribosomal protein S3 (rpsC; spr0195), S10 (rpsJ: spr0187), 16S ribosomal RNA (rRNA) and a putative 16S rRNA methyltransferase). These confer cross-resistance to first and second generation TCs. This work highlights new markers of antibiotic resistance in S. pneumoniae.

Les virus influenza ont toujours eu un impact considérable sur l’humanité. Les virus influenza B (IB) ont longtemps été négligés et sous-estimés par rapport aux virus influenza A (IA). Ils ne représentent que 10 à 20% des infections annuelles par les virus influenza, mais peuvent devenir majoritaire certaines années et entrainer des symptômes similaires à ceux des virus IA. Les inhibiteurs de la neuraminidase (INA) sont les principaux traitements disponibles contre les virus influenza. Cependant, à la suite de mutations, certains virus influenza ont développé des mécanismes de résistance limitant dangereusement les options thérapeutiques. Actuellement, très peu de souches résistantes sont isolées en clinique car le fitness de ces virus résistants, c’est-à-dire leur capacité à se répliquer et se transmettre, est altéré. Or, il a été montré que des virus IA peuvent améliorer leur fitness et propager le phénotype de résistance. L’objectif de ce projet de thèse est de mieux comprendre la résistance des virus influenza B et son impact sur le fitness viral afin de mieux prévenir l’émergence de souches résistantes. Nous avons, dans un premier temps, étudié la résistance des virus influenza A et B au peramivir, le plus récent des INA. Nous avons confirmé que cette molécule est hautement active contre les souches saisonnières A et B. De plus, elle conserve une activité antivirale in vitro contre certaines souches virales ayant une sensibilité réduite ou hautement réduite contre d’autres INA (l’oseltamivir et le zanamivir). Dans un second temps, nous avons étudié le fitness de virus influenza B contemporains résistants in vitro et chez la souris. Nous avons montré que certains virus influenza B, ayant un phénotype de résistance croisée, peuvent maintenir un fitness similaire à celui du virus sauvage in vitro et in vivo. De plus, nous avons pu décrire et analyser un nouveau mécanisme de résistance chez les virus influenza B observé chez un cas clinique. Ces résultats soulignent la dangerosité de notre dépendance aux INA et nous encouragent à faire évoluer les stratégies thérapeutiques.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le projet de recherche vise à répondre aux nécessités des productions avicoles. La coccidiose aviaire cause chaque année de lourdes pertes économiques. En plus d'être un facteur de risque important de l'entérite nécrotique, elle diminue les performances zootechniques des poulets de chair (Gallus gallus). Elle est d'autant plus préoccupante qu'elle engendre des fientes liquides infectantes, ce qui demande aux aviculteurs une gestion de leur production plus consciencieuse. Avec les anticoccidiens toujours utilisés aujourd'hui, les phénomènes de résistance sont de plus en plus fréquents chez le parasite Eimeria. Aujourd'hui, de nombreuses alternatives naturelles sont en cours de caractérisation. Cette étude a permis l'évaluation de nouveaux produits ainsi que d'outils permettant aux aviculteurs de mieux évaluer l'efficacité des traitements en fonction du statut de résistance observé dans leur production. Le projet de recherche a permis de montrer l'efficacité anticoccidienne du produit naturel Entero-V, un produit commercialisé contenant un mélange d'huiles essentielles. Le produit a permis de montrer son efficacité en combinaison avec un programme de vaccination. Il a aussi permis de mettre en application de nouvelles méthodes d'analyse in vitro, telles que les tests d'invasion, de viabilité, mais aussi de sporulation, et de prouver leur utilité pour évaluer l'efficacité anticoccidienne d'un produit. Il a été montré que les souches de champs à l'étude avaient un risque d'être devenues au cours du temps résistantes à différents traitements : l'amprolium et le zoalène. / The research project aims to meet the needs of poultry production. Avian coccidiosis causes heavy economic losses every year. In addition to being an important risk factor for necrotic enteritis, it decreases the zootechnical performance of broiler chickens (Gallus gallus). It is even more worrying as it generates infective liquid droppings, which requires poultry farmers to manage their production more conscientiously. Anticoccidials are still used today, but resistance phenomena are more and more frequent with the Eimeria parasite. Today many natural alternatives are being characterized. This study allowed the evaluation of new products and tools for poultry farmers to better assess the anticoccidials efficacy according to the resistance status observed in their production. The research project demonstrated the anticoccidial efficacy of the natural product Entero-V, an essential oil blend. It has demonstrated its effectiveness in conjunction with a vaccination program. It also made it possible to use in vitro tests for the anticoccidial property of a natural product. Regarding the resistance status of the Eimeria field strains, it was shown that the field strains had a risk of becoming resistant to different treatments over time: amprolium and zoalene.

En l'absence d'une mesure de l'accessibilité des infrastructures urbaines (infrastructures d'apprentissage, de loisirs, piétonnières) pour les adultes présentant des déficiences physiques (motrice, visuelle, auditive), les objectifs visés étaient de : 1) développer/valider le contenu d'une telle mesure, 2) tester sa validité de construit et 3) sa fidélité inter-juges. La mesure développée comprend sept sections (stationnement, milieu piétonnier, accès à l'édifice de l'extérieur, aires de déplacement intérieures, infrastructures d'apprentissage et de loisirs, services, salle de toilette(s) publique). Vingt-trois évaluations ont été réalisées. Les indicateurs de validité de construit (R² ajusté) démontraient que la Mesure de l'accessibilité aux infrastructures urbaines pour les adultes présentant des déficiences physiques (MAUAP) évaluait l'accessibilité différemment du Community health environment checklist, mesure valide et fidèle de l'accès en fauteuil roulant. Ceci s'explique par les indicateurs plus exhaustifs de la MAUAP et sa considération globale des déficiences physiques. Les indicateurs de fidélité inter-juges des items (kappa) étaient généralement bons ou excellents.