Ce travail nous a permis de proposer un cadre pour sonder la morphogenèse d'une micro-colonie bidimensionnelle. Plus particulièrement, nous avons exploré la manière dont les effets individuels de croissance et d'adhésion se combinaient au cours de la croissance de la micro-colonie. Nous avons montré (i) que l'adhésion de cellules isolées est asymétrique du fait d'un vieux pôle plus ancré et (ii) que l'allongement des bactéries peut induire des forces de poussée à l'intérieur des colonies. Dans la mesure où ces deux effets, combinés à l'échelle d'une micro-colonie, sont susceptibles de générer des contraintes mécaniques, nous avons développé une technique pour mesurer les forces d'adhésion résultantes à l'aide de substrats déformables. Nous avons ainsi démontré que des adhésions focales sont créées et rompues dynamiquement, avec un biais au vieux pôle des cellules. Nous avons aussi examiné le rôle de l'adhésion sur la forme des colonies. Nous avons montré que l'adhésion polaire était responsable de la transition d'un régime de croissance linéaire à un régime bidimensionnel qui est observée après la première division. Pour des colonies de taille plus importante, le niveau d'adhésion était aussi corrélé avec la forme globale des colonies. Enfin, l'adhésion est aussi impliquée dans la transition d'une colonie bidimensionnelle à une colonie tridimensionnelle. L'ensemble de ces résultats suggère que l'expression des adhésines ainsi que leur localisation à la surface des cellules pourraient permettre aux bactéries de moduler activement la forme du groupe dans lequel elles vivent. / In this work, we propose a framework to understand the morphogenesis of two-dimensional microcolonies. In particular, we have explored how growth and adhesion of individual cells compete during microcolony extension. We have shown (i) that isolated cells display an asymmetry in their adhesion, which is higher at the old pole, (ii) that bacterial elongation can result in pushing forces inside the colony. Since the combination of these two effects is expected to produce mechanical stress at the scale of the microcolony, we have developed a method to measure the resulting adhesion forces using deformable substrates. We have demonstrated that focal adhesions are dynamically established and ruptured, with a bias towards the old poles. We have also probed the role of adhesion in the shape of the colony. We have shown that polar adhesion drives the transition from a linear to a two-dimensional growth after the first division. At larger colony sizes, the level of adhesion continues to correlate with the global shape of the colony. Finally, adhesion is involved in the transition from a two-dimensional to a three-dimensional colony. Taken together, our results suggest that the expression of adhesins and their location at the surface of the cells could be levers by which bacteria actively modulate the shape of the group in which they reside.

L'ostéoporose est une maladie qui fragilise la structure osseuse et provoque des fractures qui ont des conséquences individuelles et sociétales importantes. Certains traitements ont démontré leur efficacité dans la réduction du risque de fracture, mais il s'avère que les prises en charge diagnostiques et thérapeutiques, ainsi que l'adhésion thérapeutique des patients ne sont pas optimales, réduisant ainsi les bénéfices de ces thérapeutiques en pratique réelle. Nous nous sommes tout d'abord intéressés aux pratiques de prise en charge diagnostiques et thérapeutiques et avons (i) quantifié l'augmentation massive des dosages sériques de vitamine D entre 2008 et 2013 et montré qu'elle était essentiellement due à une augmentation du nombre de patients recevant un seul dosage et (ii) montré que la proportion de patientes initiant un traitement anti-ostéoporotique suite à une fracture du poignet ou de l'humérus entre 2009 et 2011 demeurait faible en France (9%). Suite à ce constat, nous nous sommes interrogés sur l'efficacité et l'efficience des interventions visant à améliorer la prise en charge des patients à risque de fracture ostéoporotique. Notre revue de la littérature a montré que ces interventions avaient une efficacité significative sur la prescription de densité minérale osseuse mais un impact plus limité sur la prescription de traitement. Les interventions de type « structurelles » et celles consistant en un envoi de matériel éducationnel aux patients et ou professionnels de santé étaient des stratégies dominantes d'un point de vue médico-économique et les interventions avec un échange éducationnel étaient coût-efficaces. Enfin, chez des patients initiant un traitement par bisphosphonate oral nous avons comparé l'adhésion thérapeutique entre le princeps et le générique. Contrairement à notre hypothèse de départ, le fait d'initier le traitement avec un médicament générique n'était pas associé à une baisse de l'adhésion thérapeutique / Osteoporosis is a silent disease that weakens the patient's bone structure and causes fractures that have significant individual and societal consequences in terms of health and dependence. Treatments have been shown to be effective in reducing the risk of fracture, but it appears that diagnostic and therapeutic management and medication adherence of patients at risk of osteoporotic fracture are not optimal, which may minimize the benefits of these therapies in real practice. Initially, we focused on diagnostic and therapeutic management practices and showed that (i) the massive increase in reimbursements for vitamin D dosages observed between 2008 and 2013 was essentially due to an increase in the number of patients receiving a single dosage and not to intensive follow-up of a restricted population particularly at risk of deficiency, and (ii) the proportion of patients initiating anti-osteoporotis treatment following a wrist or humerus fracture between 2009 and 2011 remained low in France (9%). Following this observation, we questioned the effectiveness and efficiency of interventions aimed at improving the management of patients at risk of osteoporotic fracture. Interventions to improve the management of patients who have had a fracture or at risk of fracture had significant efficacy on bone mineral density prescription but a more limited impact on treatment prescribing. We have shown that "structural" interventions and those consisting of sending educational materials (for patients, health professionals or both) were dominant strategies from a medico-economic point of view, and that interventions with educational exchange were cost-effective. Finally, we compared the therapeutic adherence (implementation and persistence) of patients initiating oral bisphosphonate therapy between those taking the brand drug and those taking the generic drug. Initiating treatment with a generic drug was not associated with a decrease in therapeutic adherence

Les collages ont pris une part de plus en plus importante dans le monde de l’industrie aérospatiale ces dernières années. Il s’agit essentiellement de collages structuraux dont le niveau de fiabilité attendu est très élevé. Cependant, le contrôle de leur état de santé après fabrication et au cours de leur vie reste un frein essentiel à leur utilisation. Il convient en effet de contrôler les endommagements liés à l’environnement extérieur et aux conditions de contraintes et de sollicitations thermiques. Pour le moment, les contrôles effectués sont des tests destructifs, très couteux. Le but de la thèse est de participer au développement d’une méthode de contrôle non destructif. Pour cela, des recherches bibliographiques ont mené à l’utilisation des ondes guidées ultrasonores qui permettent une investigation des collages sur de longues distances. La simulation de la propagation de ces ondes guidées a consisté en un modèle éléments finis en deux dimensions dans lequel le concept de raideur d’interface est introduit afin de prendre en compte des variations de la valeur de l’adhésion. Les études numériques ont permis de prévoir avec quels modes et à quelles fréquences obtenir des sensibilités à des défauts de type cohésif (absence de colle) mais aussi adhésif (pollution d’interface, sablage). Leurs résultats ont été confrontés à ceux expérimentaux obtenus sur des joints collés à simple recouvrement. Il a été observé que les modes de Lamb A0 et S0 et le mode de cisaillement horizontal SH0 étaient sensibles de façon plus ou moins importante à ces défauts. Ces résultats ont ensuite été discutés grâce à l’étude de certains facteurs influant sur la transmission des ondes guidées. / Abstract

L’objectif du travail présenté dans cette thèse était de développer des nanoparticulesfonctionnelles ayant la capacité d’induire l’adhésion et la migration de kératinocyteshumains normaux. L’utilisation de systèmes particulaires pour favoriser l’adhésion etla migration cellulaire dans les processus de cicatrisation constitue une nouvelleapproche de l’ingéniérie tissulaire. Dans cette optique, un dérivé hydrosoluble du chitosan rendu fonctionnel par l’ajoutde peptides RGD a été développé. Les nanoparticules furent développées parcoacervation complexe entre le dérivé cationique du chitosan et le sulfate dechondroïtine anionique. La capacité du système particulaire à induire unchangement cellulaire phénotypique a été évaluée in vitro.Lors de l’évaluation de ce nouveau polymère, le succès de la synthèse a été montrépar l’absence de cytotoxicité et par la préservation de son activité biologique médiéepar les séquences RGD. Aussi bien les polymères que les nanoparticules ont induitl’adhésion et la mobilité de fibroblastes dermiques humains, confirmant le conceptde nanoparticules bio-actives. Cependant, concernant l’étude des interactions entreles nanoparticules et les kératinocytes, aucune conclusion n’a pu être tirée etd’autres travaux sont nécessaires. Pour résumer, un système particulaire bio-actif a été développé. Le choix despeptides RGD pour induire la migration des kératinocytes doit être réévalué, etl’utilisation de concentrations plus importantes, de mélange de peptides d’adhésionou l’utilisation de peptides d’adhésion différents doit être envisagée pour laréalisation d’études ultérieures. / The aim of the work presented in this thesis, was to develop functionalizednanoparticles with the ability to induce adhesion and migration in normal humankeratinocytes. Using particulate systems to promote and support cell adhesion andmigration in epidermal restoration is a novel approach of tissue engineering.In this view, a water-soluble chitosan derivative functionalized with RGD peptideswas developed. Nanoparticles were formed through complex coacervation betweenthe cationic chitosan derivative and the anionic chondroitin sulfate. The particulatesystem was evaluated in vitro for its ability to change phenotype in cells.In the evaluation of the novel hybrid polymer, the successful synthesis wasconfirmed by the absence of cytotoxicity and a preserved bioactivity specific to theRGD-moieties. Both the polymer and the particles formed thereof induced celladhesion and spreading in human dermal fibroblasts, proving the concept ofbioactive nanoparticles. However, when investigating the interaction between thenanoparticles and keratinocytes, no clear conclusion could be drawn and furtherassays are required. To summarize, a bioactive particulate system was developed. The choice of RGDpeptides to induce migration in keratinocytes needs to be re-evaluated and higherconcentrations, mixtures of adhesion peptides or other adhesion peptides might beconsidered for further investigations.

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L'objectif de cette recherche est d'examiner le rôle des représentations, de la motivation et de l'acceptation sur l'adhésion dans le diabète de type 2. Pour cela, nous avons examiné les modèles de l'autorégulation, en considérant conjointement le modèle du sens commun de Leventhal (1996) et le modèle de l'autodétermination des comportements de santé (Deci & Ryan, 2008). Trois études ont été réalisées. La première a été menée à partir d'auto-questionnaires auprès de 253 patients recrutés par l'intermédiaire des associations de malades. Cette étude met en évidence que l'adhésion peut être conceptualisée comme une stratégie spécifique influencée par les représentations du patient et influençant sa santé physique et mentale. Elle relève également l'impact des représentations, plus particulièrement du contrôle et de la menace perçus, sur les actions et la qualité de vie. La deuxième étude a été réalisé à partir d'auto-questionnaires complétés par 60 adhérents de deux associations de patients. Cette étude confirme que la motivation autonome médiatise la relation entre le soutien à l’autonomie perçu de la part des professionnels de santé et l'adhésion. Elle met aussi en avant l'existence de liens entre les représentations, l'acceptation et les motivations. Enfin, une étude expérimentale visant à modifier les représentations (menace vs. contrôle) par le biais du rappel autobiographique a été réalisée auprès de 80 participants recrutés dans le service d'endocrinologie du CHU. Les résultats montrent que les participants ayant reçu une induction de menace reportent moins de menace perçue que les autres participants. De plus, pour les participants les moins âgés, l'induction de contrôle conduit à plus de motivation autonome que l'induction de menace. L'ensemble de ces résultats mettent en évidence que les représentations, l'acceptation et la motivation autonome sont des déterminants de l'adhésion et pourraient être ciblées dans les prises en charges destinée à améliorer l'adhésion. / The aim of this research is to examine the role of representations, motivation and acceptance on adherence in type 2 diabetes. For this, we relied on self-regulation models, considering jointly the common sense model of Leventhal (1996) and that of self-determination of health behaviors (Deci & Ryan, 2008). We performed three studies. Regarding the first one, data were gathered among 253 patients coming from associations using self-questionnaires. The results show that adherence can be conceptualized as a specific strategy influenced by the patients representations and influencing their physical and mental health. It also underlines the impact of representations, especially perceived control and threat, on actions and quality of life. The second study was conducted using self-questionnaires from 60 patients coming from two different associations. This study confirms that autonomous motivation is a mediator between perceived autonomy support from health professionnals and adherence. It also highlights the existence of links between representations, acceptance and motivation. Finally, we conducted an experimental study to modify representations (threat vs. control) using autobiographical recall with 80 participants recruited from the diabetes department. The results show that participants receiving a threat induction report less perceived threat on diabetes than the other participants. In addiction, for younger participants, the control induction was associated with more autonomous motivation compared to the threat one. All these results show that representations, acceptance and autonomous motivation are major determinants of adherence and should be targeted in interventions aiming at improving adherence.

L'objectif visé dans cette étude consiste à développer une méthodologie de caractérisation des interactions ligands/récepteurs cellulaires à la surface d'un transducteur physique. Le ligand immobilisé est représenté par un cyclopentapeptide c(-RGDfK-) dont les propriétés de reconnaissance spécifique pour l'intégrine alphaV beta3 sont bien connues. Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit concernent la synthèse des ligands peptidiques, la mise au point des différentes techniques d'immobilisation de ces ligands et enfin la caractérisation des interactions biomoléculaires avec des cellules exprimant l'intégrine. Le ligand peptidique est présenté de façon multivalente sur un châssis moléculaire cyclodécapeptidique de séquence c(-Pro-Gly-Lys-Lys-Lys-)2. Le greffage des différents motifs se fait via la formation d'un lien éther d'oxime ou d'un lien amide sur les chaînes latérales des lysines orientées de part et d'autre du plan moyen du cyclopeptide. Trois approches ont été mises en œuvre pour fixer les ligands -RGD- sur une surface : le couplage affin, l'insertion dans une bicouche lipidique et le couplage covalent. Les surfaces fonctionnelles résultantes ont été caractérisées par des méthodes physico-chimiques d'analyse de surface et d'interface. Des tests d'adhésion cellulaire, suivis par QCM-D et par microscopie optique, ont ensuite permis de caractériser les propriétés de reconnaissance des ligands peptidiques. La comparaison des signaux de QCM-D et des images de la surface, obtenus à différents taux de greffage du ligand a permis d'identifier une densité de greffage minimale en ligand nécessaire à l'adhésion et à l'étalement des cellules.

Dans l'industrie alimentaire, de nombreuses structures sont réalisées par extrusion couchage. Nous nous sommes focalisé sur l'extrusion couchage de structures multicouches de type polypropylène/polypropylène greffé (liant) /aluminium réalisé par extrusion couchage. Dans ce type de structure, l'adhésion dépend fortement des conditions de procédé pour un liant donné. Au cours du procédé, une réaction a lieu entre les molécules greffées et les oxydes d'aluminium. En effet, le polypropylène est greffé avec des molécules polaires telles que l'aluminium afin de renforcer son affinité vis à vis de l'aluminium. Nous avons donc cherché à déterminer quels paramètres influençaient l'adhésion et pourquoi. Un model capable de simuler le procédé et quantifier l'impact de l'histoire thermique sur l'adhésion a donc été développé. Nous avons démontré que l'histoire thermique a une importance cruciale sur la cinétique de création de liaisons à l'interface mais aussi sur la structure du film qui va gouverner les propriétés mécaniques du film. Des mesures de densité de liaison à l'interface par XPS et la caractérisation des propriétés mécaniques ont révélé que c'est la combinaison de ces deux phénomènes qui explique l'adhérence mesurée lors des tests de pelage.

Nous avons exploré la capacité des émulsions à adhérer de manière spécifique à des surfaces modèles solides et notamment la relation entre la composition des gouttes à leur interface et la formation d'un angle de contact macroscopique. Nous avons développé une méthode de fonctionnalisation covalente in-situ de l'interface liquide de gouttes d'émulsion H/E par de la biotine puis par de la streptavidine. La distribution de taille et la densité de streptavidine à la surface des gouttes sont caractérisées à l'aide d'une technique originale utilisant un cytomètre à flux. Nous avons montré que l'angle de contact et l'énergie d'adhésion croissent linéairement en fonction de la densité de biotine sur la lamelle et nous avons observé une répartition spatiale différente (disque, couronne) de la streptavidine dans la zone de contact suivant la densité totale en PEG, suggérant une transition de phase à 2D.

Nous avons étudié la croissance de contacts cellulaires asymétriques: les jonctions adhérentes et les contacts focaux. Nous avons montré par des expériences d'imageries, de micromanipulation, et d'altération des assemblages cellulaires, que la brisure de symétrie des jonctions adhérentes entre des cellules apparemment identiques s'explique par des rôles différents du cytosquelette d'actine des deux cellules formant le contact. Une cellule «donneuse» polymérise de l'actine, ce qui amène les membranes cellulaires en contact. La cellule «receveuse» assemble des faisceaux contractiles d'acto-myosine qui exercent localement des forces sur les jonctions et régulent leur longueur. Des courbes de croissance de ces jonctions adhérentes ont par ailleurs été mesurées pour des cellules soumises à des augmentations contrôlées de force contractile par incubation dans le nocodazole. L'ajustement des courbes de croissance expérimentales par des lois théoriques a permis de déterminer les forces contractiles mises en jeu par la cellule «receveuse». Le tracé du diagramme force-extension des jonctions adhérentes a pu donc être réalisé pour la première fois et par une méthode non-invasive. Les approches biologiques pour l'identification des assemblages en jeu et physiques pour l'ajustement des lois de croissance ont l'une et l'autre montré que les contacts entre cellules se renforcent localement à la manière des contacts focaux. Nous avons enfin observé la dynamique interne des contacts focaux en croissance par TIRFM pour différentes protéines participant au contact (fibronectine, intégrine, vinculine, actine) afin de proposer un mécanisme de mécanosension.