Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les Inuit du Nunavik entretiennent des liens très étroits avec la mer, qui comble une part importante de leurs besoins nutritifs par la consommation de viande, de gras et d'organes de mammifère marins, dont le phoque, le béluga et dans une moindre mesure, de morse. Cette relation étroite avec les écosystèmes marins nourriciers implique que l'alimentation des Inuit est susceptible d'être affectée par les changements climatiques et la pollution anthropique qui affectent l'abondance, l'accessibilité et la qualité des aliments de la mer. C'est dans cette optique que le présent projet mesure les concentrations de plusieurs nutriments (sélénium/sélénonéine, acides gras, vitamine A et caroténoïdes), ainsi que le mercure total (HgT) et le méthylmercure (MeHg) présent dans les tissus de différents mammifères marins, puis étudie les associations entre ces concentrations et des indicateurs de l'écologie alimentaires des animaux. Les résultats montrent que chez le béluga, les concentrations de HgT et de MeHg sont très élevées dans le foie et le muscle, mais moindres dans la peau, qui s'avère très riche en sélénium et sélénonéine. Les concentrations de HgT et MeHg sont aussi supérieures dans tous les tissus des individus appartenant au stock de l'est de la baie d'Hudson (EHB) comparativement aux individus de l'ouest de la baie d'Hudson (WHB), alors que les concentrations de sélénonéine ne varie que très peu. Chez les phoques annelés cependant, les concentrations de méthylmercure retrouvées sont beaucoup plus faibles dans tous les tissus, possiblement à cause du jeune âge des animaux chassés. Chez les bélugas et les phoques annelés, les concentrations de sélénonéine sont maximales dans la peau, tandis que chez le morse, cette valeur est maximale dans le muscle. Le gras des mammifères marins, en particulier de phoque annelé, présente des concentrations exceptionnellement élevées d'acides gras polyinsaturés de type oméga-3. Des mesures parallèles des teneurs en isotopes stables (carbone et azote) et en isoprénoïdes hautement ramifiés indiquent qu'environ 50% de l'alimentation des bélugas est composée d'organismes benthiques ou d'organismes utilisant les algues de glace comme source de nourriture primaire, tandis que 90% de l'alimentation des phoques annelés et des morses suit ce profil alimentaire. Ce profil alimentaire distinct pourrait expliquer certaines différences observées en ce qui concerne les concentrations de contaminant et de nutriment chez les phoques et les bélugas, telles que des niveaux supérieurs d'EPA et de DHA chez les jeunes phoques ou encore les niveaux de mercure et de méthylmercure supérieurs chez les bélugas. Toutefois, malgré une alimentation à première vue similaire, les morses et les phoques annelés ne possèdent pas les mêmes concentrations de nutriments et de contaminants, ce qui laisse croire que d'autres facteurs écologiques permettent d'expliquer les variations observées entre les espèces. Ce projet permet donc de mieux comprendre les liens qui unissent la qualité nutritive de ces espèces à leur alimentation et à comment la transformation des environnements marins arctiques causée par le changement global pourrait moduler les effets bénéfiques et néfastes de leur consommation sur la santé des Inuit.

L'alimentation protéique des vaches laitières à un coût important pour l'entreprise laitière, autant sur le plan économique qu'environnemental. De plus, les unités de base de la formulation protéique ont aussi changé passant de la protéine brute pour utiliser les acides aminés plus récemment, tout en gardant le concept de protéine métabolisable. Les objectifs généraux de cette thèse étaient de : 1) déterminer si un changement dans l'alimentation protéique des bovins laitiers peut réduire l'empreinte environnementale, tout en maintenant ou améliorant les revenus nets de l'entreprise laitière canadienne; 2) évaluer comment les différences de structure des principaux modèles de formulation disponibles peuvent affecter leur capacité à prédire la production de protéine du lait sur les fermes commerciales québécoises. Le premier projet consistait à évaluer le potentiel d'un système d'alimentation basé uniquement sur les acides aminés, avec une efficacité d'utilisation variable, au lieu du système basé sur les protéines métabolisables actuellement utilisé. Les résultats ont démontré certains avantages économiques avec un gain potentiel sur les revenus nets de la ferme de 0 à 9 % selon la région et le contexte de la ferme. Combiné à cela, on a aussi observé un maintien ou même une réduction de l'empreinte environnementale par une réduction potentielle du bilan azoté de 0 à 7 % et une réduction des gaz à effet de serre de 0 à 4 %. Pour être sûr qu'un changement de l'alimentation protéique soit valable, il faut déterminer si les modèles existants sont capables de bien prédire la production de la protéine du lait, et par conséquent l'utilisation de la protéine, directement sur les fermes commerciales québécoises. La première phase du second projet consistait à évaluer les prédictions de la protéine du lait sur des fermes québécoises avec 4 modèles de formulation couramment utilisés lorsque l'information collectée était contrôlée. Les résultats ont montré que le modèle scandinave NorFor avait la meilleure capacité de prédiction avec un coefficient de concordance de corrélation (CCC) de 0,82 suivi par le Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) avec 0,76, le National Research Council. (NRC) 2001 et Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) 2018 avec 0,75 chacun. Avec tous les modèles, les animaux avec des rations à plus haute teneur en énergie avaient des estimations plus élevées que pour les animaux avec des rations à plus faible teneur énergétique. De plus, avec tous les modèles, les animaux en début de lactation avaient des sous-estimations plus importantes que ceux plus avancés en lactation. La seconde phase de ce projet consistait à évaluer les effets potentiels des incertitudes de mesures à la ferme sur la prédiction de la production de la protéine du lait. Elle a démontré que, pour ces 4 modèles, l'estimation de la consommation volontaire de matière sèche, le poids vif et la composition des fourrages étaient les facteurs les plus à risque de créer des erreurs sur la prédiction de production de la protéine du lait. Finalement, pour valider les performances en contexte réel d'application, le dernier projet comparait encore les performances de prédiction de la protéine du lait, mais cette fois-ci avec des données provenant de la base de contrôle laitier de Lactanet. La qualité de l'information recueillies était alors non contrôlée, et ainsi plus à risque d'erreur, ce qui pouvait avoir un impact négatif sur les prédictions. Dans ce contexte, le modèle scandinave avait toujours les meilleures prédictions avec une CCC de 0,76. Cependant cette fois-ci, le modèle INRA 2018 avait les deuxièmes meilleures prédictions avec une CCC de 0,75, suivis du NRC 2001 avec 0,70 et finalement le CNCPS avec 0,62. Les prédictions moins précises de ce projet sont liées à la qualité diminuée de l'information disponible, mais aussi à l'absence de certaines données, qui étaient collectées dans le précédent projet. Finalement, on peut conclure que lorsque l'information nécessaire au bon fonctionnement de chacun des modèles est disponible, ils performent en moyenne de façon adéquate, malgré un certain avantage pour le modèle NorFor. Entre 4 et 38% de l'erreur de prédiction sont au niveau des troupeaux et une adaptation à ce niveau par les conseillers est donc nécessaire. / Dairy cow protein feeding management is an important cost for dairy farms as much on economics than on the environment. The standard units used to represent diet protein changed throughout time to pass from crude protein in the old days to amino acids more recently, while still using metabolizable protein. The general objectives of this thesis were to 1) determine whether a change in the protein diet of dairy cattle can reduce the environmental footprint, while maintaining or improving the bottom line of the Canadian dairy farms; 2) evaluate how the differences in the structure of the main formulation models available can affect their ability to predict milk protein production on Quebec commercial farms. The first project was about evaluating the potency of an amino acids-based diet formulation, with variable efficiency, instead of the current metabolizable protein system currently in use. Results showed a potential enhancement of up to 9% of the farm net income, depending on the farm situation. We also observe a potential reduction in N farm balance by 0 to 7% and a reduction in emission of greenhouse gases by 0 to 4%. However, to make sure that changes in protein feeding is effective, it is important to determine if existing models are able to predict protein yield, and consequently protein utilization, directly on commercial dairy farm. The first part of the second project was about evaluating milk protein yield prediction of 4 common feed evaluation models on commercial farms when quality information is available. Results have shown that the Scandinavian model NorFor had the best prediction capabilities with a concordance correlation coefficient (CCC) of 0.82, followed by Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) with 0.76, NRC 2001 and INRA 2018 both at 0.75. Furthermore, we observed for all models that animal with higher energy content in their diet had usually higher estimation than animal with lower energy content in their diet. Also, in all models, animals in a later lactation stage had higher overestimation then animals in an earlier stage. These observations indicate evolution in the efficiency of utilization of protein throughout lactation. The second phase of this project was about the evaluation of potential uncertainties of measurements at the farm on milk protein yield prediction. It showed that for the four models, dry matter intake, body weight and forage characterization were the main factors at risk of affecting milk protein yield predictions. Finally, to validate performances in real context of the application, the last project compared milk protein yield prediction, but with dairy herd improvement data, from Lactanet. Information quality was uncontrolled and at risk to have negative impacts on predictions. The Scandinavian model still had the best prediction capabilities with a CCC of 0.76. INRA 2018 had the second-best prediction performances this time on with a CCC of 0.75, followed by NRC 2001 with 0.70 and CNCPS with 0.62. Lower data quality and unavailability of some data that were collected in the previous project are the main reasons for these lower predictions in this third project. Finally, we can conclude that, when information needed for each model is available, they on average perform well, while NorFor has better performances. Between 4 and 38% of total errors were at herd level. So an adaptation is needed by advisors on each herd for the models to perform well.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le diabète de type 2 représente un problème socio-économique important dans le monde et particulièrement en Amérique du Nord où l'on estime que les dépenses des soins de santé pour le diabète seul se chiffrent à 100 milliard de dollars par année aux États-Unis. Le diabète de type 2 est souvent associé à l'obésité et l'incidence de ces deux désordres métaboliques n'a cessé de croître au cours des dernières années, tout en touchant de plus en plus de personnes en bas âge. Le lien entre le diabète et l'obésité fait de plus en plus l'objet d'études. On sait que dans l'étiologie du diabète de type 2 associée à l'obésité, les acides gras à longues chaînes carbonées (AGLC) pourraient initialement participer au phénomène de compensation par la cellule pancréatique β de la résistance à l'insuline en augmentent d'une part la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose et en stimulant d'autre part la prolifération des cellules pancréatiques β. En revanche, de hauts niveaux d' AGLC en circulation sur de plus longues périodes semblent être néfastes pour la cellule pancréatique 13. Afin de mieux comprendre les changements phénotypiques de la cellule pancréatique β induits par les AGLC, nous avons étudié dans la lignée cellulaire INS-1, l'effet de deux acides gras abondants de la diète (l'oléate et le palmitate) sur l'expression de certains gènes à réponse précoce ainsi que sur l'activité du facteur de transcription AP-1. Nous avons aussi essayé de déterminer si l'expression de c-fos corrèle avec la prolifération des cellules β (INS-1) afin de tester l'hypothèse selon laquelle ce gène à réponse précoce pourrait être impliqué dans un possible effet prolifératif des acides gras. Nous avons de plus étudié l'effet de l'oléate et du palmitate sur la voie de transduction de signaux de la phosphatidylinositol-3 kinase (PI-3K), une cascade signalétique activée en réponse à de nombreux facteurs de croissance dans divers types cellulaires. Enfin, nous avons étudié l'effets des deux acides gras sur l'activité de liaison à l' ADN du facteur de transcription PDX-1. PDX-1 est impliqué dans l'expression du gène de l'insuline ainsi que de certains gènes importants pour le transport et le métabolisme du glucose dans la cellule pancréatique β. Nous démontrons dans cette étude que l'oléate et le palmitate induisent les gènes à réponse précoce c-fus et nur-77. Les deux acides gras causent une accumulation de la protéine c-FOS et augmentent la liaison à l'ADN du complexe AP-1. Toutefois, seul l'oléate augmente la prolifération de la cellule INS-1. De plus, l'effet prolifératif de l'oléate corrèle avec l'activation de la PI-3K et l'augmentation de la liaison de PDX-1 à l' ADN. Les résultats indiquent que l'induction de c-fos et l'augmentation de l'activité de liaison à l'ADN du complexe AP-1 en réponse à l'oléate et au palmitate ne corrèlent pas strictement avec les mesures de prolifération cellulaire. On peut émettre l'hypothèse que le palmitate pourrait avoir des actions distinctes de l'oléate, par exemple pro-apoptotique, ne permettant pas au complexe AP-1 actif de promouvoir la prolifération des cellules β (INS-1 ). Ces résultats suggèrent que les acides gras, en plus de jouer un rôle de substrats métaboliques et de réserve d'énergie, modulent l'activation de cascades de transduction de signaux et l'expression de gènes à réponse précoce pouvant à leur tour réguler l'expression de certains gènes cibles impliqués dans la pathogénèse du diabète de type 2.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 mai 2023) / Contexte : Peu d'études ont évalué l'efficacité du vaccin Comirnaty 10 μg selon les sous-variants d'Omicron ou selon l'intervalle entre les deux doses chez les enfants. Cette étude a estimé l'efficacité du Comirnaty 10 μg contre l'infection par Omicron chez des enfants de 5 à 11 ans au Québec. Méthode : Cette étude cas-témoin test négatif a évalué l'efficacité vaccinale (EV) contre une infection confirmée par le SRAS-CoV-2, selon le délai depuis la dernière dose vaccinale, l'intervalle entre les deux doses et la période de prédominance de sous-variants Omicron. Les tests d'amplification de l'acide nucléique (TAAN) réalisés entre le 9 janvier et le 20 août 2022 chez des enfants de 5-11 ans vivant dans la communauté sans infection documentée antérieure ont été inclus dans l'étude. Résultats : Un total de 32 684 TAAN ont été inclus dans l'analyse globale. L'EV avec deux doses a diminué de 41 % (IC 95 %, 33-48 %) à 5 % (IC 95 %, -6-15 %) contre toute infection et de 68 % (IC 95 %, 61-74 %) à 32 % (IC 95 %, 19-43 %) contre l'infection symptomatique, 14-55 et 56-240 jours après la vaccination, respectivement. L'EV contre toute infection est passée de 11 % (IC 95 %, -1-22 %) avec un intervalle entre les doses de 21-55 jours à 54 % (IC 95 %, 34-70 %) pour un intervalle de 84 jours ou plus. Au cours des périodes BA.1, BA.2 et BA.4/5, l'EV avec deux doses contre toute infection symptomatique a baissé de 70 % (IC 95 %, 63-76 %) à 31 % (IC 95 %, 12-46 %) et à 3 % (IC 95 %, -51-37 %). Conclusion : Un intervalle plus long entre les deux doses a amélioré l'efficacité contre toute infection, tandis que l'efficacité de deux doses de vaccin avait tendance à diminuer avec le délai depuis la dernière dose et à travers les périodes BA.1, BA.2 et BA.4/5. / Background: Few studies evaluated specific Omicron subvariants Comirnaty 10 μg vaccine effectiveness (VE) or estimated VE by dosing interval in children. We estimated Comirnaty 10 μg VE against Omicron infection in 5-11 years-old children in Quebec. Method: This test-negative case-control study was conducted to assess VE against confirmed SARS-CoV-2 infection, by time since last vaccine dose, interval between two doses and Omicron subvariant predominance period. Nucleic Acid Amplification Tests (NAATs) performed between January 9 and August 20, 2022, in community-dwelling and non-previously infected children aged 5-11 years old were included. Results: A total of 32,684 NAATs were included in the overall analysis. Two-dose-VE decreased from 41 % (95 % CI, 33-48 %) to 5 % (95 % CI, -6-15 %) against any infection, and from 68 % (95 % CI, 61-74 %) to 32 % (95 % CI, 19-43 %) against symptomatic infection, 14-55 and 56-240 days after vaccination, respectively. VE against any infection increased from 11 % (95 % CI, -1-22 %) with a 21-55-days one-to-two-dose-interval to 54 % (95 % CI, 34-70 %) for an interval of 84 days or more. Over the BA.1, BA.2 and BA.4/5 periods, two-dose-VE against symptomatic infection dropped from 70 % (95 % CI, 63-76 %) to 31 % (95 % CI, 12-46 %) and to 3 % (95 % CI, -51-37 %). Conclusion: Longer interval between two doses improved VE against any infection whereas two-doses of BNT162b2 effectiveness tended to decrease over time since the last dose and over the BA.1, BA.2 and BA.4/5 periods.

Le présent mémoire se divise en deux parties principales. La première traite de la synthèse efficace de macrocycles peptidiques par une approche sur support solide. La seconde partie présente le design et les avancements dans la synthèse d'une nouvelle nanostructure peptidique de type canal. Ces deux projets ont en commun l'utilisation de macrocycles peptidiques. Le premier chapitre constitue une introduction aux canaux et nanopores naturels et artificiels développés dans le passé, ainsi que l'approche novatrice de notre groupe de recherche, amenant ainsi les objectifs de ce projet de maîtrise. Le deuxième chapitre traite de la synthèse de séquences peptidiques modèles pour le développement et la compréhension des paramètres influençant une réaction clé de clivage cyclidatif, permettant l'obtention de macrocycles peptidiques. Le troisième chapitre porte sur l'étude de la séquence sur cette même réaction clé, facteur très important pour cette réaction. Le quatrième chapitre traite quant à lui du design et de la stratégie pour la formation d'un nanopore moléculaire, incluant un macrocycle peptidique comme élément de pore de la nanostructure. Les essais et avancements pour la synthèse de ce canal cible seront discutés.

L’obésité et ses complications métaboliques dont notamment la stéatose hépatique non alcoolique, sont principalement attribuables à des facteurs environnementaux, parmi lesquels la diète joue un rôle majeur. Il est donc justifié pour les scientifiques de s’intéresser à l’effet des aliments sur cette pathologie, à commencer par les acides gras oméga-3 dont les effets bénéfiques sur la santé métabolique ont été démontrés. La découverte récente du rôle du microbiote intestinal et de ses interactions, non seulement avec les nutriments mais également avec les fonctions métaboliques de l’hôte, ouvre un nouveau champ de recherche. L’étude proposée dans ce mémoire avait pour but de déterminer le lien entre l’obésité, le microbiote intestinal et les acides gras oméga-3. Les résultats démontrent que certains des effets bénéfiques attribués aux acides gras oméga-3 sont dépendants du passage de ces acides gras dans la lumière du tube digestif. La prévention de l’accumulation des triglycérides hépatiques est en effet seulement induite lorsque les acides gras oméga-3 transitent par l’intestin, tandis que leur seule présence au niveau tissulaire est insuffisante pour provoquer ces effets. De même, le passage des acides gras oméga-3 par le tube digestif est associé avec une augmentation de la masse du caecum, ce qui suggère également une implication de la flore intestinale, mais qui demeure toutefois à confirmer par des analyses métagénomiques.

L'anabolisme protéique des nouveau-nés est une caractéristique qui décroît rapidement durant la période néonatale. C'est une résistance musculaire à utiliser les acides aminés en réponse à un stimulus de l'insuline qui s'installe durant cette période de développement qui est responsable en partie de cette régulation. Les acides gras n-3 à longue chaîne (20 atomes de carbone et plus) des phospholipides membranaires des muscles ont été ciblés comme régulateurs positifs de la sensibilité musculaire à l'insuline chez des humains ou les espèces animales devenus résistants par certaines pathologies. L'ajout de ces acides gras particuliers dans l'alimentation lactée des porcelets nouveau-nés pourrait retarder le déclin de la sensibilité à l'insuline observé durant la période néonatale. Dans cette étude, nous avons enrichi les phospholipides membranaires des muscles des porcelets en acides gras n-3 à longue chaîne par l'ajout d'huile de poisson dans l'alimentation lactée entre les âges de 2 et 10 jours et de 2 à 28 jours. Nous avons identifié les acides gras n-3 à longue chaîne des membranes musculaires comme régulateurs potentiels du déclin néonatal de la sensibilité musculaire à l'insuline chez le porcelet. L'anabolisme protéique du corps entier tend à être amélioré avec une alimentation riche en acides gras n-3 à longue chaîne. Cette amélioration a été possible par des tendances à augmenter la rétention protéique corporelle et à réduire l'oxydation des acides aminés.

Cette thèse porte sur la variabilité spatio-temporelle de sous-produits chlorés de la désinfection (SPD), plus spécifiquement les trihalométhanes (THM) et les acides haloacétiques (AHA), ainsi que du temps de séjour (TDS) dans un réseau de distribution en eau potable (RDEP) à l’échelle du quartier résidentiel. La réalisation de cette thèse a nécessité l’étude d’un secteur résidentiel du RDEP de la ville de Québec ayant une aire d’environ 2 km2 et habitée par près de 6000 citoyens. Le premier chapitre est une revue de littérature abordant le chlore résiduel libre ainsi que les concentrations en SPD dans les RDEP, le suivi de la qualité de l’eau, la modélisation des TDS et l’impact du vieillissement et de la réhabilitation des conduites des RDEP sur le TDS et la qualité de l’eau. Le deuxième chapitre porte spécifiquement sur l’analyse de la variabilité spatio-temporelle du chlore résiduel libre, des THM, des AHA et du TDS. Une dimension dominante est identifiée entre les aspects spatial et temporel de la variabilité pour le chlore et les SPD à l’aide de modèles linéaires mixtes généralisés. Ensuite, le potentiel du TDS comme indicateur de la qualité de l’eau au niveau du chlore résiduel libre, des THM et des AHA est analysé par un test des rangs signés de Wilcoxon. Dans le troisième chapitre, une analyse de sensibilité des TDS est effectuée en considérant différents scénarios hydrauliques. Les scénarios considérés sont un vieillissement additionnel ainsi que la réhabilitation des conduites afin d’évaluer leur effet sur le TDS par rapport à un scénario de référence représentant le meilleur état de connaissance du secteur étudié. Une mise en perspective de ces effets sur le TDS par rapport à la concentration en chlore résiduel libre est aussi effectuée. Finalement, l’impact de l’incertitude des paramètres hydrauliques (diamètre, coefficient de rugosité, demandes en eau) sur les TDS est étudié par des simulations Monte-Carlo. / The objective of this thesis is to evaluate the spatial and temporal variability of chlorinated disinfection by-products (DBPs), more specifically trihalomethanes (THM) and haloacetic acids (HAA), and the residence time of water (RT) in a water distribution network (DN) on the scale of a residential neighborhood. A specific residential area in the DN of Quebec City was chosen in order to conduct this study. This area covers approximately 2 km2 and is inhabited by nearly 6000 citizens. The first chapter of this thesis is a literature review addressing free residual chlorine as well as THMs and HAAs concentrations in DNs, monitoring of water quality, modeling of RT and the impact of aging and rehabilitation of pipes on RT and water quality. The second chapter focuses specifically on the analysis of the spatial and temporal variability of free residual chlorine, THMs, HAAs and RT. This variability is studied and a dominant dimension between the spatial and temporal aspect is identified for residual chlorine, THMs and HAAs using generalized linear mixed models. Then, the potential of RT as a water quality indicator for residual chlorine, THMs and HAAs is analyzed by a Wilcoxon signed ranks test. In the third chapter, a sensitivity analysis of RT is performed with different hydraulic scenarios. The scenarios considered are additional aging and rehabilitation of pipes to assess the effect on RT relative to a reference scenario representing the best state of knowledge of the studied area. The effects on RT are also studied in the context of their potential impact on free residual chlorine concentrations. Finally, the impact of the uncertainty of hydraulic parameters (diameter, roughness factor, water demand) on RT is investigated with Monte-Carlo simulations.

Ce mémoire de maîtrise présente les travaux liés au développement d’une technologie permettant de faciliter la conceptualisation des nouveaux outils de biologie moléculaire. Cette nouvelle technique est centrée sur la détection d’acides nucléiques et a été développée dans un contexte de diagnostic des maladies infectieuses. Ce mémoire est centré sur deux principales techniques : la PCR en temps réel (rtPCR) et l’hybridation sur biopuce. Notre technologie permet la réalisation de ces deux réactions biochimiques complexes dans une même chambre réactionnelle et dans un seul et même tampon, ceci à l’aide d’un oligonucléotide structuré. Le premier chapitre décrit les différentes techniques de rtPCR et les différents paramètres d’hybridation sur biopuce. Les principes directeurs de la recherche sont présentés dans le deuxième chapitre. Le troisième chapitre comporte le manuscrit démontrant la faisabilité de notre nouvelle technologie. Finalement, le quatrième chapitre discute des perspectives du projet.