Ce travail est consacré à la synthèse et à la fonctionnalisation d’hétérocycles d’intérêt biologique par méthodologie TDAE. Dans une première partie, nous avons développé la réactivité initiée par le TDAE de nouveaux électrophiles en série nitrobenzylique. L’emploi des aldéhydes-a,ß-éthyléniques et des aldéhydes hétérocycliques nous a permis d’identifier le type d’addition nucléophile de l’anion du chlorure de p-nitrobenzyle (classique ou Michael). La réaction sur une double liaison carbone-azote est possible grâce à l’emploi des iminiums quaternaires. Nous avons présenté le premier exemple de double réactivité initiée par le TDAE en faisant appel aux dialdéhydes aromatiques. Une méthodologie courte et originale nous a permis de synthétiser des quinoléines en deux étapes par association de la stratégie TDAE (avec les dicétones comme électrophiles) et de la réaction de réduction-cyclisation. Dans une deuxième partie, nous avons appliqué la méthodologie TDAE pour la découverte de composés d’intérêt pharmacologique. Après avoir synthétisé le 6-chlorométhyl-5-nitroimidazo[2,1-b]thiazole, nous avons étudié sa réactivité initiée par le TDAE avec divers a-cétoesters. Les produits obtenus ont été testés comme antibactériens et antifongiques et ont révélé une spécificité d’action sur Candida tropicalis. Dans une troisième partie, nous avons entrepris la synthèse du 4-[4-(chlorométhyl)phényl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole. La réactivité initiée par le TDAE de ce substrat avec différents électrophiles (aldéhydes, a-cétoesters, dicétones) a conduit à de nouveaux alcools potentiellement actifs comme antiparasitaires notamment sur Trichomonas vaginalis. / This work is focused on the synthesis and the functionalization of potentially bioactive heterocyclic compounds by TDAE methodology. In the first part, we have developed the TDAE reaction with new electrophiles in nitrobenzylic series. By using ethylenic and heterocyclic aldehydes, we have identified the kind of nucleophilic addition (classic or Michael). The reaction on a carbon-nitrogen double bond is possible with the utilization of quaternary iminiums. We have presented the first example of double TDAE-initiated reactivity with aromatic dialdehydes. A short and original methodology allows us to synthesize quinolines in a two steps TDAE-initiated reaction (using diketones as electrophiles) and reduction-cyclization reaction. In the second part, we have applied the TDAE methodology in order to discover pharmacological compounds. After synthesizing the 6-chloromethyl-5-nitroimidazo[2,1-b]thiazole, we have studied its reactivity with different a-ketoesters. All the products were tested as antibacterial and antifungal compounds; they show a specific activity against Candida tropicalis. In the third part, we synthesized the 4-[4-(chloromethyl)phenyl]-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole. The TDAE-initiated reactivity of this substrate with different electrophiles (aldehydes, a-ketoesters, diketones) furnish new potentially bioactive alcohols as antiparasitic agents especially against Trichomonas vaginalis.

L'objet de ce travail repose sur la recherche, le développement de nouveaux composés antibactériens, devant, selon le concept initial, interagir avec la paroi bactérienne. Ces derniers sont de nature polycationique, intégrant sur une structure calixarènique tridimensionnelle ou aromatique plan, des fonctions guanidiniums en nombre variable. Certains ont été développés en tant que prodrogues hydrosolubles, capables de libérer in vivo un principe actif (acide nalidixique). Le chapitre I porte sur introduction, l'étude bibliographique des calixarènes et leurs applications en biologie. Dans chapitre II, nous présentons les résultats (synthèse et caractérisation) obtenus pour les parents partiellement substitués du tétra-para-(guanidinoéthyl)calix[4]arène. Le but de ces synthèses est d'appréhender le rôle, l'importance du nombre et le positionnement des fonctions guanidines sur le calixarène. Nous abordons au chapitre III, les différentes étapes de synthèse, de caractérisation et l'évaluation par CLHP de nouvelles prodrogues hydrosolubles. Le comportement de prodrogue potentiel est ainsi démontré pour l'un d'entre eux. Dans le quatrième chapitre sont décrites les synthèses et caractérisations de nouvelles structures poly-ioniques, intégrant un motif central de type benzène, porteur d'un nombre variable de motifs latéraux para-(guanidinoéthyl)phényléther, et conçues comme une alternative aux calixarènes précédemment développés. Le chapitre V est dédié aux résultats des évaluations biologiques de l'ensemble de ces composés. Nous montrons que plusieurs des dérivés préparés, prodrogues ou non, présentent une activité anti-bactérienne très intéressante / The main objective of this work is based on the search and the development of new antibacterial compounds able to interact with a bacterial wall. The proposed compounds are of polycationic nature, elaborated on calixarene structure or an aromatic platform and containing guanidinium functions in various number and position. Some of them were developed as water-soluble prodrugs of the quinolone: nalidixic acid. The chapter I talk about introduction and a bibliographical study on calixarenes and their applications in biology. The chapter II presents the results obtained for the synthesis, the characterization of the partially substituted analogues of the tétra-para (guanidinoéthyl) calix[4]arene. The objective of this part is to understand the role and the importance of the number and the positioning of the guanidines functions on the calixarene core. In chapter III, are presented the various steps leading to the synthesis, the characterization and the evaluation by HPLC ways of new water-soluble prodrugs. The work is centered on a set of ionic derivatives of calix[4]arenes carriers of nalidixic acid. The prodrug behavior was demonstrated for one of them. The chapter IV presents the syntheses and characterizations of star-like poly-ionic structures are described, based on a benzene core, including a variable number of para (guanidinoéthyl) phényléther subunits. The chapter V is dedicated to the results of the biological evaluations of all the structure synthetized. For some compounds, viability and cellular toxicity were evaluated on eukaryotic cells. We show that many of the new prepared derivatives, prodrugs or not, present very interesting anti-bacterial activities

Le pneumocoque est une cause majeure d'infections bactériennes communautaires dans le monde. D'après la littérature, la consommation d'antibiotiques pourrait influer sur le risque de colonisation ou d'infection par pneumocoque à sensibilité diminuée aux antibiotiques spécifiques. La France, grande consommatrice d'antibiotiques, a mis en place, à l'automne 2002, un plan national pour préserver l'efficacité des antibiotiques et améliorer leur usage. Cette campagne a conduit à une diminution significative de la consommation d'antibiotiques durant les périodes hivernales. En 2003, une vaccination anti-pneumococcique des enfants de moins de deux ans a été recommandée afin de réduire les infections communautaires à pneumocoque chez l'enfant. Au vu du contexte français, il paraît important d'étudier la dynamique des infections invasives communautaires à pneumocoque en prenant en compte les deux interventions de santé publique. L'étude de l'association entre deux ou plusieurs séries temporelles saisonnières doit être effectuée sur des séries stationnarisées afin d'éliminer tout risque de confusion. Les différentes méthodes de désaisonnalisation ont été comparées à travers une étude de simulations afin d'identifier la stratégie optimale. De plus, le modèle de régression linéaire adapté aux séries temporelles repose sur l'hypothèse de la linéarité du lien. Cependant, cette hypothèse est critiquable en particulier lorsqu'on s'intéresse au lien associé à une série de type épidémique. Une deuxième étude de simulations a été réalisée afin d'étudier l'impact de l'hypothèse de la linéarité du lien lors de son estimation.A partir des stratégies permettant d'étudier le lien entre plusieurs séries saisonnières identifiées à partir des études de simulations, la dynamique des infections invasives communautaires à pneumocoque a été étudiée en France entre janvier 2002 et décembre 2009. / Streptococcus pneumoniae is a leading cause of communitary-acquired pneumococcal invasive infections worldwide. Recent surveys studied the association between pneumococcal carriage and antibiotic consumption. Reducing antibiotic consumption migth reduce pneumococcal carriage. In France, a national campaign was launched in 2002 in order to reduce antibiotic consumption mainly in the community. In 2003, the seven-valent pneumococcal conjugate vaccine was introduced and recommanded for to children in order to reduce the risk of invasive pneumococcal infections. In this contexte, it is worth investigating the evolution of communitary-acquired pneumococcal invasive infections in France.When examining the association between two monthly time series data with some common seasonal pattern, we are faced with the problem of eliminating this seasonal variation. Indeed this common seasonal feature will act as a confounder if not removed. Even if several methods exist, such as the use of semi-parametric or trigonometric functions, no optimal method has been yet identified. Hence, we compared performances of available smoothing approaches to estimate a temporal link between two series using extensive simulations. The linear regression usually used to estimate the link between two time series is based on the hypothesis of a linear link. However, such a link might not be linear when considering an association with an epidemic time series. In order to check whether this linear model can also manage non linear relationships, a simulation study was also settled. Finally, from these simulation studies, we identified strategies that where implemented to estimate the association between community-acquired pneumococcal invasive infections and antibiotic exposure.

La population néonatale est la population pédiatrique la plus vulnérable car immature et celle ayant probablement les besoins en médicaments les plus importants, compte tenu de la spécificité des pathologies néonatales. Pour autant, un grand nombre de médicaments sont prescrits en dehors des conditions de leur AMM, ne permettant pas leur utilisation optimale. Cela est lié notamment aux difficultés de la recherche clinique chez le nouveau-né. L'objectif de cette thèse est d'analyser les différentes étapes de l'évaluation des médicaments chez le nouveau-né et de discuter les méthodes permettant de les optimiser, en centrant la réflexion sur la classe des médicaments anti-infectieux. En effet, ces médicaments sont parmi les plus prescrits hors AMM chez le nouveau-né, prématuré et à terme, bien qu'ils soient commercialisés depuis de nombreuses années. Nos travaux ont porté sur les différentes étapes de leur évaluation, illustrées chacune par un exemple. 1) Analyse des spécificités de la population néonatale et des pratiques d'utilisation des médicaments, illustrées par l'enquête Européenne sur l'utilisation de la ciprofloxacine et du fluconazole dans les unités de soins intensifs néonatales. Cette enquête a mis en évidence la grande variabilité des pratiques entre les pays mais aussi entre les centres d'un même pays, 2) Recueil et analyse des données disponibles, illustrés par la revue exhaustive de la littérature sur l'utilisation de la ciprofloxacine pour le traitement d'infections néonatales à germes Gram négatif, 3) Détermination de la posologie adéquate. L'implémentation d'outils de modélisation et de simulation de données est particulièrement préconisée chez le nouveau-né. La validation de ces modèles est importante, illustrée ici par une étude d'évaluation externe des modèles pharmacocinétiques de population de la vancomycine chez le nouveau-né. 4) Conception et réalisation des essais cliniques illustrées par l'exemple du développement clinique de la ciprofloxacine en néonatologie. La revue de la littérature sur les essais contrôlés randomisés évaluant les antibiotiques chez le nouveau-né a montré que la qualité des résultats de ces essais était globalement faible. L'analyse des obstacles à leur réalisation a permis de discuter les alternatives méthodologiques afin de contourner les difficultés pratiques, cliniques et éthiques sous-jacentes.

La population néonatale est la population pédiatrique la plus vulnérable car immature et celle ayant probablement les besoins en médicaments les plus importants, compte tenu de la spécificité des pathologies néonatales. Pour autant, un grand nombre de médicaments sont prescrits en dehors des conditions de leur AMM, ne permettant pas leur utilisation optimale. Cela est lié notamment aux difficultés de la recherche clinique chez le nouveau-né. L’objectif de cette thèse est d’analyser les différentes étapes de l’évaluation des médicaments chez le nouveau-né et de discuter les méthodes permettant de les optimiser, en centrant la réflexion sur la classe des médicaments anti-infectieux. En effet, ces médicaments sont parmi les plus prescrits hors AMM chez le nouveau-né, prématuré et à terme, bien qu’ils soient commercialisés depuis de nombreuses années. Nos travaux ont porté sur les différentes étapes de leur évaluation, illustrées chacune par un exemple. 1) Analyse des spécificités de la population néonatale et des pratiques d’utilisation des médicaments, illustrées par l’enquête Européenne sur l’utilisation de la ciprofloxacine et du fluconazole dans les unités de soins intensifs néonatales. Cette enquête a mis en évidence la grande variabilité des pratiques entre les pays mais aussi entre les centres d’un même pays, 2) Recueil et analyse des données disponibles, illustrés par la revue exhaustive de la littérature sur l’utilisation de la ciprofloxacine pour le traitement d’infections néonatales à germes Gram négatif, 3) Détermination de la posologie adéquate. L’implémentation d’outils de modélisation et de simulation de données est particulièrement préconisée chez le nouveau-né. La validation de ces modèles est importante, illustrée ici par une étude d’évaluation externe des modèles pharmacocinétiques de population de la vancomycine chez le nouveau-né. 4) Conception et réalisation des essais cliniques illustrées par l’exemple du développement clinique de la ciprofloxacine en néonatologie. La revue de la littérature sur les essais contrôlés randomisés évaluant les antibiotiques chez le nouveau-né a montré que la qualité des résultats de ces essais était globalement faible. L’analyse des obstacles à leur réalisation a permis de discuter les alternatives méthodologiques afin de contourner les difficultés pratiques, cliniques et éthiques sous-jacentes. / Neonates represent the most vulnerable paediatric population and probably the one with the greatest needs in medicines with regard to the specificities of neonatal diseases. Nevertheless, the off-label prescribing of drugs with no marketing authorisation, consequentlywithout information for their proper use, is widespread in neonatology. This situation is related to the difficulties of clinical research encountered in this population. The objective of this thesis is to analyse the different steps of drug development in neonates and to discuss the possible methods to optimize drug evaluation. To illustrate this development, we expose examples from the evaluation of anti-infective agents in neonatology. These drugs are very often concerned by a use outside their product licence in term and preterm neonates, despite the fact that they have been marketed for many years. This thesis includes studies concerning the different steps of their development illustrated by examples. 1) Evaluation of the specificities of the neonatal population and of drug prescribing. This was demonstrated by the results of a European survey on the use of ciprofloxacin and fluconazole in neonatal intensive care units. The surveys’ results underline the considerable variability in drug prescribing observed between different countries but also between units in the same country. 2) Analysis of available data, illustrated by the systematic review of the literature on ciprofloxacin use for the treatment of Gram negative neonatal infections, 3) Definition of optimal dosing. Use of modelling and data simulation approaches should be particularly favoured in neonatal drug research. Correct validation of models should be performed as illustrated by the external validation of vancomycin population pharmacokinetic models. 4) Design and implementation of clinical trials. This step has been illustrated by the clinical development of ciprofloxacin in neonatology. The review of all randomised controlled trials evaluating the therapeutic and prophylactic use of antibiotics in neonates showed that these trials are poorly designed, conducted and reported. Different methods of evaluation should be considered and further developed to circumvent the difficulties in drug evaluation and ensure the efficient and safe use of antibiotics.

Résumé: Les anti-infectieux sont parmi les médicaments les plus utilisés pendant la grossesse. Les indications pour l’utilisation de ces médicaments, telles que les infections bactériennes, figurent parmi les facteurs de risque les plus importants pour la prématurité et les enfants nés petits pour l'âge gestationnel («Small-for-gestational-age », SGA). Ces complications de la grossesse peuvent avoir des incidences sur la santé du nouveau né et sur son développement futur. Compte tenu des impacts sur la santé de la mère et de l’enfant, la prise en charge et le traitement efficace de ces infections sont impératifs. Cependant, l'utilisation des anti-infectieux, pour éviter des issues de grossesse défavorables, fait l’objet d’une controverse dans la littérature. Cette controverse est en partie liée à la qualité méthodologique discutable des études disponibles sur le sujet. Les quatre études présentées dans cette thèse ont donc pour objectif d’investiguer l’utilisation des anti-infectieux durant la grossesse ainsi que d’évaluer le risque de prématurité et de SGA après utilisation de ces médicaments en période gestationnelle. Une révision systématique de la littérature sur l’utilisation du métronidazole durant la grossesse est également présentée. Nous avons utilisé, comme source de données le Registre des Grossesses du Québec, une cohorte longitudinale conçue à partir du jumelage de trois bases de données administratives de la province du Québec (RAMQ, Med-Echo et ISQ). Le registre fournit des informations sur les prescriptions, les services pharmaceutiques et médicaux, ainsi que des donnés sur les soins d’hospitalisation de courte durée et démographiques. Les deux premières études présentées dans cette thèse ont eu pour objectif d’évaluer la prévalence, les tendances, les indications et les prédicteurs de l’utilisation des anti-infectieux dans une cohorte, extraite du registre, de 97 680 femmes enceintes. A l’aide d’un devis cas-témoins, les 2 dernières études ont mesuré l’association entre l’utilisation d’anti-infectieux durant les 2 derniers trimestres de grossesse et le risque de prématurité et de SGA, respectivement. Un cas de prématurité a été défini comme un accouchement survenu avant 37 semaines de gestation. Un cas de SGA a été défini comme l’accouchement d’un enfant dont le poids à la naissance se situe sous le 10ème percentile du poids normalisé à la naissance (compte tenu de l’âge gestationnel et du sexe du bébé). Les données ont été recueillies pour les agents systémiques oraux, ainsi que pour les classes et les agents individuels. Nos résultats ont montré que la prévalence de l’utilisation des anti-infectieux durant la grossesse était comparable à celle d’autres études déjà publiées (25%). Nous avons observé une augmentation de l’utilisation des agents plus anciens et ayant des profils d’innocuité connus. Les prédicteurs de l’usage en début de grossesse identifiés sont : avoir eu plus de deux différentes prescriptions (OR ajusté = 3,83, IC 95% : 3,3-4,3), avoir eu un diagnostic d’infection urinaire (OR= 1,50, IC 95% : 1,3-1,8) et un diagnostic d’infection respiratoire (OR= 1,40, IC 95% : 1,2-1,6). L’utilisation des macrolides a été associée à une diminution du risque de prématurité (OR =0,65, IC 95% : 0,50-0,85). En revanche, les femmes ayant été exposées au métronidazole ont vu leur risque augmenté de 80% (OR=1,81, IC 95% : 1,30-2,54). L’utilisation d’azithromycine a été associée à une diminution importante du risque chez les femmes ayant un diagnostic de rupture prématurée des membranes (OR=0,31, IC 95% : 0,10-0,93). Cependant, l'utilisation de sulfaméthoxazole-triméthoprime (SXT) a été significativement associée à une augmentation du risque de SGA (OR= 1,61, IC 95% : 1,16-2,23), tandis que celle des anti-infectieux urinaires a été associée à une diminution du risque (OR= 0,80, 95%CI : 0.65-0.97). Les conclusions de nos travaux suggèrent que l’utilisation des macrolides et des pénicillines diminuent le risque de prématurité et de SGA. Nous devons considérer l'utilisation de différents choix thérapeutiques tels que l’azithromycine, lors de la prise en charge des infections pouvant induire la prématurité et le SGA. / Abstract: Anti-infective drugs are among the most used medications during pregnancy. Gestational infections are related to some adverse pregnancy outcomes, such as preterm birth and infants born small for their gestational age (SGA), which increases the risk of mortality and long-term morbidity. Given its health impacts, prompt management and treatment of these infections are warranted. However, there is some controversy on the use of anti-infective drugs to prevent adverse pregnancy outcomes, such as preterm birth. Furthermore, there is growing concern regarding its independent effects on these outcomes, when treatment of maternal infections is instituted. Therefore, we conducted 4 large population-based studies aimed to investigate the gestational use of anti-infective drugs during pregnancy and the risk of preterm birth and SGA. In addition, we systematically reviewed the available evidence on the use of metronidazole during gestation. We used data from the Quebec Pregnancy Registry, a longitudinal population-based cohort established with the linkage of three administrative databases from the province of Quebec (RAMQ, Med-Echo and ISQ). Data are available on prescriptions, pharmaceutical and healthcare services, acute care hospitalization and patient demographics. For study 1 and 2, we conducted a drug utilisation review within a cohort of 97 680 pregnant women. Study 3 and 4 were two independent case-control studies. Cases of preterm birth were defined as those with a delivery occurring before the 37th week of gestation (study 3). Cases of SGA were defined as a pregnancy resulting in a baby’s weigh adjusted for gestational age and gender <10th percentile, according to the Canadian gender-specific reference curves (Study 4). Oral use of anti-infective drugs during the last two trimesters of pregnancy was the exposure definition for both studies. Independent analyses were done to assess the risk for different classes of anti-infectives and individual agents. Our results indicate that the use of anti-infective drugs during pregnancy is prevalent (25%). Use of well-known agents increased once pregnancy was diagnosed, and the most frequent indications for use were respiratory and urinary infections. Predictors associated with use were having more that 2 different prescribers (adj. OR= 3.83, 95% CI: 3.3-4.3), having a diagnosis of urinary tract infections (adj. OR= 1.50, 95% CI: 1.3-1.8) and respiratory tract infection (adj. OR= 1.40, 95% CI: 1.2-1.6). The use of macrolides was associated with a decreased risk of preterm birth (adj. OR=0.65, 95% CI: 0.50-0.85), whereas metronidazole increased the risk (adj. OR=1.81, 95% CI: 1.30-2.54). Azithromycin had a protective effect in women with premature rupture of membranes (adj. OR=0.31, 95% CI: 0.10-0.93). Use of sulfamethoxazole/trimethoprim was associated with an increased risk of SGA (adj. OR= 1.61, 95%CI: 1.16-2.23), whereas the use of urinary anti-infectives decreased the risk (adj. OR= 0.80, 95%CI: 0.65-0.97).The results of this thesis suggest that the use of macrolides and penicillins decrease the risk of preterm birth and SGA. Health care professionals should consider other therapeutic alternatives to metronidazole and sulfonamides, such as azithromycin.

Résumé: Les anti-infectieux sont parmi les médicaments les plus utilisés pendant la grossesse. Les indications pour l’utilisation de ces médicaments, telles que les infections bactériennes, figurent parmi les facteurs de risque les plus importants pour la prématurité et les enfants nés petits pour l'âge gestationnel («Small-for-gestational-age », SGA). Ces complications de la grossesse peuvent avoir des incidences sur la santé du nouveau né et sur son développement futur. Compte tenu des impacts sur la santé de la mère et de l’enfant, la prise en charge et le traitement efficace de ces infections sont impératifs. Cependant, l'utilisation des anti-infectieux, pour éviter des issues de grossesse défavorables, fait l’objet d’une controverse dans la littérature. Cette controverse est en partie liée à la qualité méthodologique discutable des études disponibles sur le sujet. Les quatre études présentées dans cette thèse ont donc pour objectif d’investiguer l’utilisation des anti-infectieux durant la grossesse ainsi que d’évaluer le risque de prématurité et de SGA après utilisation de ces médicaments en période gestationnelle. Une révision systématique de la littérature sur l’utilisation du métronidazole durant la grossesse est également présentée. Nous avons utilisé, comme source de données le Registre des Grossesses du Québec, une cohorte longitudinale conçue à partir du jumelage de trois bases de données administratives de la province du Québec (RAMQ, Med-Echo et ISQ). Le registre fournit des informations sur les prescriptions, les services pharmaceutiques et médicaux, ainsi que des donnés sur les soins d’hospitalisation de courte durée et démographiques. Les deux premières études présentées dans cette thèse ont eu pour objectif d’évaluer la prévalence, les tendances, les indications et les prédicteurs de l’utilisation des anti-infectieux dans une cohorte, extraite du registre, de 97 680 femmes enceintes. A l’aide d’un devis cas-témoins, les 2 dernières études ont mesuré l’association entre l’utilisation d’anti-infectieux durant les 2 derniers trimestres de grossesse et le risque de prématurité et de SGA, respectivement. Un cas de prématurité a été défini comme un accouchement survenu avant 37 semaines de gestation. Un cas de SGA a été défini comme l’accouchement d’un enfant dont le poids à la naissance se situe sous le 10ème percentile du poids normalisé à la naissance (compte tenu de l’âge gestationnel et du sexe du bébé). Les données ont été recueillies pour les agents systémiques oraux, ainsi que pour les classes et les agents individuels. Nos résultats ont montré que la prévalence de l’utilisation des anti-infectieux durant la grossesse était comparable à celle d’autres études déjà publiées (25%). Nous avons observé une augmentation de l’utilisation des agents plus anciens et ayant des profils d’innocuité connus. Les prédicteurs de l’usage en début de grossesse identifiés sont : avoir eu plus de deux différentes prescriptions (OR ajusté = 3,83, IC 95% : 3,3-4,3), avoir eu un diagnostic d’infection urinaire (OR= 1,50, IC 95% : 1,3-1,8) et un diagnostic d’infection respiratoire (OR= 1,40, IC 95% : 1,2-1,6). L’utilisation des macrolides a été associée à une diminution du risque de prématurité (OR =0,65, IC 95% : 0,50-0,85). En revanche, les femmes ayant été exposées au métronidazole ont vu leur risque augmenté de 80% (OR=1,81, IC 95% : 1,30-2,54). L’utilisation d’azithromycine a été associée à une diminution importante du risque chez les femmes ayant un diagnostic de rupture prématurée des membranes (OR=0,31, IC 95% : 0,10-0,93). Cependant, l'utilisation de sulfaméthoxazole-triméthoprime (SXT) a été significativement associée à une augmentation du risque de SGA (OR= 1,61, IC 95% : 1,16-2,23), tandis que celle des anti-infectieux urinaires a été associée à une diminution du risque (OR= 0,80, 95%CI : 0.65-0.97). Les conclusions de nos travaux suggèrent que l’utilisation des macrolides et des pénicillines diminuent le risque de prématurité et de SGA. Nous devons considérer l'utilisation de différents choix thérapeutiques tels que l’azithromycine, lors de la prise en charge des infections pouvant induire la prématurité et le SGA. / Abstract: Anti-infective drugs are among the most used medications during pregnancy. Gestational infections are related to some adverse pregnancy outcomes, such as preterm birth and infants born small for their gestational age (SGA), which increases the risk of mortality and long-term morbidity. Given its health impacts, prompt management and treatment of these infections are warranted. However, there is some controversy on the use of anti-infective drugs to prevent adverse pregnancy outcomes, such as preterm birth. Furthermore, there is growing concern regarding its independent effects on these outcomes, when treatment of maternal infections is instituted. Therefore, we conducted 4 large population-based studies aimed to investigate the gestational use of anti-infective drugs during pregnancy and the risk of preterm birth and SGA. In addition, we systematically reviewed the available evidence on the use of metronidazole during gestation. We used data from the Quebec Pregnancy Registry, a longitudinal population-based cohort established with the linkage of three administrative databases from the province of Quebec (RAMQ, Med-Echo and ISQ). Data are available on prescriptions, pharmaceutical and healthcare services, acute care hospitalization and patient demographics. For study 1 and 2, we conducted a drug utilisation review within a cohort of 97 680 pregnant women. Study 3 and 4 were two independent case-control studies. Cases of preterm birth were defined as those with a delivery occurring before the 37th week of gestation (study 3). Cases of SGA were defined as a pregnancy resulting in a baby’s weigh adjusted for gestational age and gender <10th percentile, according to the Canadian gender-specific reference curves (Study 4). Oral use of anti-infective drugs during the last two trimesters of pregnancy was the exposure definition for both studies. Independent analyses were done to assess the risk for different classes of anti-infectives and individual agents. Our results indicate that the use of anti-infective drugs during pregnancy is prevalent (25%). Use of well-known agents increased once pregnancy was diagnosed, and the most frequent indications for use were respiratory and urinary infections. Predictors associated with use were having more that 2 different prescribers (adj. OR= 3.83, 95% CI: 3.3-4.3), having a diagnosis of urinary tract infections (adj. OR= 1.50, 95% CI: 1.3-1.8) and respiratory tract infection (adj. OR= 1.40, 95% CI: 1.2-1.6). The use of macrolides was associated with a decreased risk of preterm birth (adj. OR=0.65, 95% CI: 0.50-0.85), whereas metronidazole increased the risk (adj. OR=1.81, 95% CI: 1.30-2.54). Azithromycin had a protective effect in women with premature rupture of membranes (adj. OR=0.31, 95% CI: 0.10-0.93). Use of sulfamethoxazole/trimethoprim was associated with an increased risk of SGA (adj. OR= 1.61, 95%CI: 1.16-2.23), whereas the use of urinary anti-infectives decreased the risk (adj. OR= 0.80, 95%CI: 0.65-0.97).The results of this thesis suggest that the use of macrolides and penicillins decrease the risk of preterm birth and SGA. Health care professionals should consider other therapeutic alternatives to metronidazole and sulfonamides, such as azithromycin.

Les agents anti-infectieux sont utilisés pour traiter ou prévenir les infections chez les humains, les animaux, les insectes et les plantes. L’apparition de traces de ces substances dans les eaux usées, les eaux naturelles et même l’eau potable dans plusieurs pays du monde soulève l’inquiétude de la communauté scientifique surtout à cause de leur activité biologique. Le but de ces travaux de recherche a été d’étudier la présence d’anti-infectieux dans les eaux environnementales contaminées (c.-à-d. eaux usées, eaux naturelles et eau potable) ainsi que de développer de nouvelles méthodes analytiques capables de quantifier et confirmer leur présence dans ces matrices. Une méta-analyse sur l’occurrence des anti-infectieux dans les eaux environnementales contaminées a démontré qu’au moins 68 composés et 10 de leurs produits de transformation ont été quantifiés à ce jour. Les concentrations environnementales varient entre 0.1 ng/L et 1 mg/L, selon le composé, la matrice et la source de contamination. D’après cette étude, les effets nuisibles des anti-infectieux sur le biote aquatique sont possibles et ces substances peuvent aussi avoir un effet indirect sur la santé humaine à cause de sa possible contribution à la dissémination de la résistance aux anti-infecteiux chez les bactéries. Les premiers tests préliminaires de développement d’une méthode de détermination des anti-infectieux dans les eaux usées ont montré les difficultés à surmonter lors de l’extraction sur phase solide (SPE) ainsi que l’importance de la sélectivité du détecteur. On a décrit une nouvelle méthode de quantification des anti-infectieux utilisant la SPE en tandem dans le mode manuel et la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). Les six anti-infectieux ciblés (sulfaméthoxazole, triméthoprime, ciprofloxacin, levofloxacin, clarithromycin et azithromycin) ont été quantifiés à des concentrations entre 39 et 276 ng/L dans les échantillons d’affluent et d’effluent provenant d’une station d’épuration appliquant un traitement primaire et physico- chimique. Les concentrations retrouvées dans les effluents indiquent que la masse moyenne totale de ces substances, déversées hebdomadairement dans le fleuve St. Laurent, était de ~ 2 kg. En vue de réduire le temps total d’analyse et simplifier les manipulations, on a travaillé sur une nouvelle méthode de SPE couplée-LC-MS/MS. Cette méthode a utilisé une technique de permutation de colonnes pour préconcentrer 1.00 mL d’échantillon dans une colonne de SPE couplée. La performance analytique de la méthode a permis la quantification des six anti-infectieux dans les eaux usées municipales et les limites de détection étaient du même ordre de grandeur (13-60 ng/L) que les méthodes basées sur la SPE manuelle. Ensuite, l’application des colonnes de SPE couplée de chromatographie à débit turbulent pour la préconcentration de six anti-infectieux dans les eaux usées a été explorée pour diminuer les effets de matrice. Les résultats obtenus ont indiqué que ces colonnes sont une solution de réchange intéressante aux colonnes de SPE couplée traditionnelles. Finalement, en vue de permettre l’analyse des anti-infectieux dans les eaux de surface et l’eau potable, une méthode SPE couplée-LC-MS/MS utilisant des injections de grand volume (10 mL) a été développée. Le volume de fuite de plusieurs colonnes de SPE couplée a été estimé et la colonne ayant la meilleure rétention a été choisie. Les limites de détection et de confirmation de la méthode ont été entre 1 à 6 ng/L. L’analyse des échantillons réels a démontré que la concentration des trois anti-infectieux ciblés (sulfaméthoxazole, triméthoprime et clarithromycine) était au dessous de la limite de détection de la méthode. La mesure des masses exactes par spectrométrie de masse à temps d’envol et les spectres des ions produits utilisant une pente d’énergie de collision inverse dans un spectromètre de masse à triple quadripôle ont été explorés comme des méthodes de confirmation possibles. / Anti-infectives are used to treat or prevent infections in humans, animals, insects and plants. The occurrence of traces of these substances in wastewaters, natural waters and even drinking water has caused concern among the scientific community especially because of their biological activiy. The goal of this research was to study the occurrence of anti-infectives in contaminated environmental waters (wastewaters, natural waters, and drinking water) and to develop new analytical methods able to quantitate and confirm their presence in these matrices. A meta-analysis on the occurrence of anti-infectives in contaminated environmental waters demonstrated that at least 68 parent compounds and 10 transformation products have been quantified to date. Environmental concentrations vary between 0.1 ng/L and 1 mg/L depending on the compound, the matrix and the source of contamination. According to this study, detrimental effects of anti-infectives on aquatic biota are possible and these substances could also affect indirectly human health because of their possible contribution to the dissemination of antibiotic resistance in bacteria. Preliminary tests on the development of a method of determination of anti-infectives in wastewaters showed the main difficulties to overcome during solid-phase extraction (SPE) as well as the importance of the detector selectivity. A novel method of determination of anti-infectives was described using off-line tandem SPE and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Six target anti-infectives (sulfamethoxazole, trimethoprim, ciprofloxacin, levofloxacin, clarithromycin and azithromycine) were quantitated at concentrations between 39 and 276 ng/L in samples of influent and effluent collected from a primary and physico-chemical wastewater treatement plant. Reported effluent concentrations indicate that the mean mass of these substances discharged daily in the St. Lawrence River was ~ 2 kg. In order to reduce total analysis time and simplify sample preparation, a new on-line SPE-LC-MS/MS was presented. This method used a column-switching technique to preconcentrate 1.00 mL of sample in an on-line SPE column. Method analytical performance allowed the quantitation of six anti-infectives in municipal wastewaters and limits of detection were of the same magnitude (13-60 ng/L) than methods based in offline SPE. Next, the application of turbulent flow chromatography on-line SPE columns for the preconcentration of six anti-infectives in wastewaters was explored. Results showed that these columns are an interesting alternative to traditional on-line SPE columns. Finally, in order to allow analysis of anti-infectives in surface and drinking water, we developed an on-line SPE-LC-MS/MS method using large-volume injections (10 mL). Breakthrough volumes of several on-line SPE columns were estimated and the column having the best retention, Strata-X, was chosen. Method detection and confirmation limits were between 1 and 6 ng/L. Analysis of real samples indicated that the concentration of the three target anti-infectives (sulfamethoxazole, trimethoprim and clarithromycin) was lower that the method detection limits. Accurate mass measurement by time-of-flight mass spectrometry and product ion spectra obtained by a reversed-energy ramp in a triple quadrupole mass spectrometer were explored as alternative confirmation methods.

Les agents anti-infectieux sont utilisés pour traiter ou prévenir les infections chez les humains, les animaux, les insectes et les plantes. L’apparition de traces de ces substances dans les eaux usées, les eaux naturelles et même l’eau potable dans plusieurs pays du monde soulève l’inquiétude de la communauté scientifique surtout à cause de leur activité biologique. Le but de ces travaux de recherche a été d’étudier la présence d’anti-infectieux dans les eaux environnementales contaminées (c.-à-d. eaux usées, eaux naturelles et eau potable) ainsi que de développer de nouvelles méthodes analytiques capables de quantifier et confirmer leur présence dans ces matrices. Une méta-analyse sur l’occurrence des anti-infectieux dans les eaux environnementales contaminées a démontré qu’au moins 68 composés et 10 de leurs produits de transformation ont été quantifiés à ce jour. Les concentrations environnementales varient entre 0.1 ng/L et 1 mg/L, selon le composé, la matrice et la source de contamination. D’après cette étude, les effets nuisibles des anti-infectieux sur le biote aquatique sont possibles et ces substances peuvent aussi avoir un effet indirect sur la santé humaine à cause de sa possible contribution à la dissémination de la résistance aux anti-infecteiux chez les bactéries. Les premiers tests préliminaires de développement d’une méthode de détermination des anti-infectieux dans les eaux usées ont montré les difficultés à surmonter lors de l’extraction sur phase solide (SPE) ainsi que l’importance de la sélectivité du détecteur. On a décrit une nouvelle méthode de quantification des anti-infectieux utilisant la SPE en tandem dans le mode manuel et la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). Les six anti-infectieux ciblés (sulfaméthoxazole, triméthoprime, ciprofloxacin, levofloxacin, clarithromycin et azithromycin) ont été quantifiés à des concentrations entre 39 et 276 ng/L dans les échantillons d’affluent et d’effluent provenant d’une station d’épuration appliquant un traitement primaire et physico- chimique. Les concentrations retrouvées dans les effluents indiquent que la masse moyenne totale de ces substances, déversées hebdomadairement dans le fleuve St. Laurent, était de ~ 2 kg. En vue de réduire le temps total d’analyse et simplifier les manipulations, on a travaillé sur une nouvelle méthode de SPE couplée-LC-MS/MS. Cette méthode a utilisé une technique de permutation de colonnes pour préconcentrer 1.00 mL d’échantillon dans une colonne de SPE couplée. La performance analytique de la méthode a permis la quantification des six anti-infectieux dans les eaux usées municipales et les limites de détection étaient du même ordre de grandeur (13-60 ng/L) que les méthodes basées sur la SPE manuelle. Ensuite, l’application des colonnes de SPE couplée de chromatographie à débit turbulent pour la préconcentration de six anti-infectieux dans les eaux usées a été explorée pour diminuer les effets de matrice. Les résultats obtenus ont indiqué que ces colonnes sont une solution de réchange intéressante aux colonnes de SPE couplée traditionnelles. Finalement, en vue de permettre l’analyse des anti-infectieux dans les eaux de surface et l’eau potable, une méthode SPE couplée-LC-MS/MS utilisant des injections de grand volume (10 mL) a été développée. Le volume de fuite de plusieurs colonnes de SPE couplée a été estimé et la colonne ayant la meilleure rétention a été choisie. Les limites de détection et de confirmation de la méthode ont été entre 1 à 6 ng/L. L’analyse des échantillons réels a démontré que la concentration des trois anti-infectieux ciblés (sulfaméthoxazole, triméthoprime et clarithromycine) était au dessous de la limite de détection de la méthode. La mesure des masses exactes par spectrométrie de masse à temps d’envol et les spectres des ions produits utilisant une pente d’énergie de collision inverse dans un spectromètre de masse à triple quadripôle ont été explorés comme des méthodes de confirmation possibles. / Anti-infectives are used to treat or prevent infections in humans, animals, insects and plants. The occurrence of traces of these substances in wastewaters, natural waters and even drinking water has caused concern among the scientific community especially because of their biological activiy. The goal of this research was to study the occurrence of anti-infectives in contaminated environmental waters (wastewaters, natural waters, and drinking water) and to develop new analytical methods able to quantitate and confirm their presence in these matrices. A meta-analysis on the occurrence of anti-infectives in contaminated environmental waters demonstrated that at least 68 parent compounds and 10 transformation products have been quantified to date. Environmental concentrations vary between 0.1 ng/L and 1 mg/L depending on the compound, the matrix and the source of contamination. According to this study, detrimental effects of anti-infectives on aquatic biota are possible and these substances could also affect indirectly human health because of their possible contribution to the dissemination of antibiotic resistance in bacteria. Preliminary tests on the development of a method of determination of anti-infectives in wastewaters showed the main difficulties to overcome during solid-phase extraction (SPE) as well as the importance of the detector selectivity. A novel method of determination of anti-infectives was described using off-line tandem SPE and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Six target anti-infectives (sulfamethoxazole, trimethoprim, ciprofloxacin, levofloxacin, clarithromycin and azithromycine) were quantitated at concentrations between 39 and 276 ng/L in samples of influent and effluent collected from a primary and physico-chemical wastewater treatement plant. Reported effluent concentrations indicate that the mean mass of these substances discharged daily in the St. Lawrence River was ~ 2 kg. In order to reduce total analysis time and simplify sample preparation, a new on-line SPE-LC-MS/MS was presented. This method used a column-switching technique to preconcentrate 1.00 mL of sample in an on-line SPE column. Method analytical performance allowed the quantitation of six anti-infectives in municipal wastewaters and limits of detection were of the same magnitude (13-60 ng/L) than methods based in offline SPE. Next, the application of turbulent flow chromatography on-line SPE columns for the preconcentration of six anti-infectives in wastewaters was explored. Results showed that these columns are an interesting alternative to traditional on-line SPE columns. Finally, in order to allow analysis of anti-infectives in surface and drinking water, we developed an on-line SPE-LC-MS/MS method using large-volume injections (10 mL). Breakthrough volumes of several on-line SPE columns were estimated and the column having the best retention, Strata-X, was chosen. Method detection and confirmation limits were between 1 and 6 ng/L. Analysis of real samples indicated that the concentration of the three target anti-infectives (sulfamethoxazole, trimethoprim and clarithromycin) was lower that the method detection limits. Accurate mass measurement by time-of-flight mass spectrometry and product ion spectra obtained by a reversed-energy ramp in a triple quadrupole mass spectrometer were explored as alternative confirmation methods.