Dans l’approche expérimentale de l’immunothérapie des tumeurs solides, les modèles murins sont utilisés pour des raisons de rapidité et de reproductibilité. Le plus souvent, les modèles tumoraux murins sont ectopiques ce qui constitue un modèle artificiel qui ne reflète qu’une partie de la réalité biologique de tumeurs provenant de diverses origines.Mon projet de thèse a consisté à mettre au point de nouveaux modèles pré-cliniques murins permettant de mieux mimer les situations pathologiques des tumeurs solides chez l’homme. Pour cela, je me suis notamment intéressée à un modèle orthotopique de cancer du rein (implantation de cellules RenCa ou RenCa-MUC1 dans la capsule rénale) et à un modèle spontané de cancer du sein (souris MMTV-PyMT). Ces modèles ont ensuite permis l’évaluation de trois différentes approches d’immunothérapie à savoir la thérapie virale oncolytique, la vectorisation d’antigènes tumoraux au moyen d’un vecteur viral ainsi que la thérapie via un anticorps monoclonal. / In experimental approaches to immunotherapy of cancer, mouse tumor models are used for reasons of speed and reproducibility. Ectopic mouse tumor models are the most often used, but they constitute artificial models that reflect only a part of the biological reality of tumors from various origins.The aim of my thesis project was to develop new mouse preclinical tumor models to better mimic the pathological situations of solid tumors in humans. First, I developed an orthotopic model of kidney cancer (subcapsular kidney implantation of a renal carcinoma cell line which either expressed or did not express the human xeno-antigen, MUC1). In addition to this, I also studied a spontaneous model of breast cancer (MMTV-PyMT).These models enabled us to evaluate the efficacy of three different immunotherapy approaches namely oncolytic virus strategy, tumor antigen vectorization by using a viral vector, and monoclonal antibody.

Au cours de ce travail, nous avons mis au point une nouvelle interface CE/MALDI-MS automatisée, équipée d’une cellule UV/visible déportée, et d’une distribution automatique de matrice intégrée. Ce nouveau système a été évalué sur des mélanges différents de protéines entières, de digestats de protéines et d’anticorps monoclonaux (mAbs). Les résultats obtenus lors de cette évaluation ont montré la complémentarité de la nouvelle interface avec les systèmes analytiques classiques. De plus, nous avons montré la première séparation et analyse de mAbs entier par CE/MALDI-MS. Dans un second travail, la nouvelle interface a été utilisée pour effectuer la première analyse Top Down de proteine entière et de mAbs par collecte et enrichissement de fraction. Cette stratégie a montré la répétabilité du système permettant de séparer des analytes d’intérêt et d’enrichir les dépôts MALDI jusqu'à de très hautes quantités d’analytes permettant l’obtention de spectre Top Down. Au cours du troisième travail, le nouveau système CE/MALDI-MS a été utilisé dans une stratégie originale à 2 dimensions de séparation et de collecte d’isoformes de mAbs entiers ou partiellement digérés suivi d’infusions et analyses à l’aide du nanosprayer CESI. Pour cela, nous avons mis au point des conditions électrophorétiques dit « asymétriques » séparant les mAbs dans des conditions très salées mais collectés dans un milieu compatible avec l’ESI-MS. Cette stratégie inédite a permis d’effectuer la première séparation et caractérisation de mAbs par CE-MS. Parallèlement, nous avons mis au point le premier dosage plasmatique d’ITPP par MALDI-TOF MS et surtout la création de CEToolbox, une application Androïd gratuite pour smartphone et tablette permettant le calcul des principales grandeurs mathématiques pour la caractérisation et l’optimisation des séparations par électrophorèse capillaire. / In this work, we developed a new interface CE/MALDI-MS automated, equipped with a UV/visible cell remote, and integrated automatic distribution of matrix. This new system has been evaluated on different mixtures of intact protein, digested protein and monoclonal antibodies (mAbs). The results obtained during this evaluation showed the complementarity of the new interface with conventional analytical systems. Furthermore, we have shown the first separation and analysis of mAbs by CE/MALDI-MS. In a second work, the new interface was used to perform the first Top Down analysis for intact protein and mAbs by fraction collection and enrichment. This strategy has shown the repeatability of the system for separating analytes and the enrichissment the MALDI deposits up to very high amounts compatible for Top Down approach. In the third work, the new system CE/MALDI-MS has been used in an original 2-dimensional strategy of separating and collecting intact mAbs isoforms or partially digested followed by infusions and analyzes with CESI nanosprayer. For this, we have developed electrophoretic condition so-called "asymmetric" allowing the separation of mAbs under very salty conditions but collected in a totally compatible solution with ESI-MS. This novel strategy allowed for the first separation and characterization of mAbs by CE-MS. Meanwhile, we have developed the first plasma level of ITPP by MALDI-TOF-MS and particularly the creation of CEToolbox as a Free Android application for smartphone and tablet enabling the calculation of the main mathematical quantities for characterization and optimization of CE separations.

Les interfaces permettant le couplage entre l'électrophorèse capillaire (CE) et la spectrométrie de masse (MS) à source ESI souffrent actuellement d'un manque de robustesse ou de sensibilité. Les travaux présentés décrivent la mise en oeuvre d'un nouveau type d'interface CE-ESl-MS â haute sensibilité CESl-MS. La caractérisation du spray généré par CESl-MS a montré la production d'un nanoESI induisant une augmentation importante de la sensibilité par rapport au régime ESI classique. Le système CESl-MS a pu ainsi être mis en oeuvre comme plateforme d'infusion nanoESI et utilisé pour l'étude de complexes non-covalents de haut poids moléculaires en MS native. Une méthodologie par CESl-MS/MS a également été développée pour la caractérisation complète de la structure primaire d'anticorps monoclonaux (mAbs). Les résultats montrent la possibilité en une unique injection de caractériser l'ensemble de la séquence d'acides aminés, un nombre significatif de glycosylations et l'ensemble des modifications d'intérêts. Cette méthodologie a pu être appliquée pour déterminer la similarité entre des mAbs commerciaux et leur candidat biosimilaire respectif. / Interfacings allowing the hyphenation of capillary electrophoresis (CE) to ESI mass spectrometry(MS) currently suffer from lack of robustness and sensitivity. This work describes the application of a new design of CE-ESl-MS coupling referred as the CESl-MS. Characterization of the ESI generated through the CESl-MS system showed the production of a nanoESI allowing to increase drastically the sensitivity compared to conventional ESI. The CESl-MS was used as a nanoESI infusion platform allowing to study high molecular masses noncovalent complexes in native MS. A CESl-MS/MS method was developed enabling the complete primary structure characterization o fmonoclonal antibodies (mAbs). Results showed the ability of the methodology in a single injection to simultaneously characterize the entire amino acid sequence, a significant number of glycosylation and all the posttranslational modifications of interest. Finally the methodotogy was applied to assess the similarity between marketed mAbs and their respective biosimilar candidate.

Les récents progrès instrumentaux en spectrométrie de masse, notamment en terme de- rapidité de balayage et de résolution, ont permis l'émergence de l'approche « data independent acquisition» (DIA). Cette approche promet de combiner les points forts des approches « shotgun » et ciblées,mais aujourd'hui l'analyse des données DIA reste compliquée. L'objectif de cette thèse a été de développer des méthodes innovantes de spectrométrie de masse, et en particulier d'améliorer l'analyse des données DIA. De plus, nous avons développé une approche originale Top 3-ID-DIA, permettant à la fois un profilage complet des protéines de la cellule hôte (HCP) ainsi qu'une quantification absolue d'HCP clés dans les échantillons d'anticorps monoclonaux (mAb), au sein d'une même analyse.Cette méthode est prête à être implémentée en industrie, et pourrait fournir un support en temps réel aux développements du procédé de production de mAb, ainsi que pour évaluer la pureté des biomédicaments. / Recent instrumental developments in mass spectrometry, notably in terms of scan speed and resolution, allowed the emergence of “data independent acquisition” (DIA) approach. This approach promises to combine the strengths of both shotgun and targeted proteomics, but today DIA data analysis remains challenging. The objective of my PhD was to develop innovative mass spectrometry approaches, and in particular to improve DIA data analysis. Moreover, we developed an original Top 3-ID-DIA approach, allowing both a global profiling of host cell proteins (HCP) and an absolute quantification of key HCP in monoclonal antibodies samples, within a single analysis. This method is ready to be transferred to industry, and could provide a real time support for mAb manufacturing process development, as well as for product purity assessment.

Les fonctions catalytiques de l'intégrase (IN) du Virus de l'Immunodéficience humaine (VIH-1) sont strictement nécessaires pour l'intégration du génome viral dans les cellules hôtes. Aujourd'hui, trois inhibiteurs anti-IN appartenant à la famille des dikétoacides sont utilisés en thérapie : le raltegravir, l'elvitegravir et le dolutegravir. Cependant, les patients traités par ces médicaments développent des mutations de résistance. Dans ce travail, nous cherchons à mieux comprendre le mécanisme d'interaction de ces drogues avec l'ADN viral. Ce travail a également contribué à la conception de molécules qui devraient être dotées d'une affinité augmentée pour l'ADN, permettant de surmonter le problème de la résistance virale. La compréhension du mécanisme d'inhibition de IN s'est poursuivie par l'étude de deux anticorps monoclonaux anti-K159 (peptide 147-175 du coeur catalytique de IN), 4C6 et 4F4. Les résultats montrent que les anticorps reconnaissent leurs épitopes dans l'IN. D'autre part, du fait de son implication dans de nombreuses étapes du cycle du VIH-1, nous ciblons la protéine 7 de la nucléocapside (NCp7). Pour ce faire, nous avons étudié la structure de nos systèmes (NCp7 et NCp7-ADN) et nous avons pu déterminer les interactions clés responsables de la structuration, ainsi que des fonctions, de ces systèmes. Dans un second temps, nous avons évalué les interactions de NCp7 avec un inhibiteur éjecteur de zinc (C247) de la famille des thioesters. Enfin, sur le plan méthodologique, nous avons raffiné dans le potentiel SIBFA (Sum of Interaction Between Fragments Ab initio computed) la représentation des doublets libres de type sp et sp2 dans les molécules conjuguées. / The catalytic functions of integrase (IN) of Human Immunodeficiency Virus (HIV-1) are strictly necessary for the integration of the viral genome into the host cells. To this day, three anti-IN inhibitors belonging to the diketoacids are used in therapy: raltegravir, elvitegravir and dolutegravir. However, under treatments with these drugs, patients develop resistance mutations. In this work, we seek to better understand the interaction of the three drugs with viral DNA. This work also contributed to the design of novel molecules. These should be endowed with increased DNA binding affinities as a step towards overcoming viral resistance. The understanding of the inhibition mechanism of IN was pursued by the study of two monoclonal antibodies, 4F4 and 4C6, which are directed against sequence 147-175 of the catalytic core of HIV-1 IN, a peptide denoted K159. The results show that the antibodies recognize their epitopes in IN. We also aim to target an HIV-1 nucleocaspid protein NCp7 involved in many stages of the viral cycle. We have thus studied the structure of NCp7 and its viral DNA complex. We were able to determine the interactions responsible for the structuring and thus the functions of these complexes. Then, we evaluated the interactions of NCp7 with an inhibitor of the thioester family, C247, which acts as a zinc ejector. Finally, from the methodological standpoint, we have refined in SIBFA (Sum of Interaction Between Fragments Ab initio computed) the representation of the sp2 and sp lone pairs in conjugated molecules.

Les Neuropilines (NRPs) sont des récepteurs transmembranaires non tyrosine-kinase identifiés à l'origine comme des récepteurs pour les sémaphorines de la classe 3. Ces glycoprotéines sont particulièrements impliquées dans la migration de la crête neurale et dans la croissance axonale au cours du développement embryonnaire du système nerveux. En outre, les NRPs sont exprimées par une large variété de tumeurs et de nombreuses molécules solubles semblent interagir avec ces protéines pour moduler la progression tumorale. Parmi elles, les facteurs angiogéniques de la famille du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF) semblent être à l'origine d'une angiogénèse médiée par les NRPs.Tandis que la NRP1 a été largement étudiée et reconnue comme une cible intéressante dans le cadre du développement de thérapies anti-angiogéniques, très peu d'études s'étaient intéressées au rôle de la NRP2 dans la progression tumorale jusqu'à présent. La NRP2 semble réguler la progression tumorale par de nombreux mécanismes, non seulement l'angiogénèse mais aussi la lymphangiogénèse, la Transition-Epithélio-Mésenchymateuse (TEM) et la formation de métastases. A la vue de ces multiples rôles dans la progression tumorale, la NRP2 apparaît donc comme une cible intéressante dans le cadre du développement de thérapies ciblées innovantes en cancérologie. Au cours de notre thèse, nous nous sommes attachés à caractériser le rôle de la NRP2 dans la progression tumorale dans le cadre du cancer colorectal puis nous avons développé un anticorps monoclonal thérapeutique ciblant spécifiquement cette protéine. / Neuropilins (NRPs) are transmembrane non tyrosine-kinase glycoproteins first identified as receptors for class-3 semaphorins. They are particularly involved in neural crest migration and axonal growth during development of thé nervous System. Since many types of tumor and endothelial cells express NRP receptors. various soluble molécules were also found to interact with thèse receptors to modulate cancer progression. Among them, angiogenic factors belonging to thé Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) family seem to be responsible for NRPs-related angiogenesis.While NRP1 was intensively studied from many years and identified as an attractive angiogenesis target for cancer therapy. NRP2 signaling pathway has just recently been studied. NRP2 may regulate tumor progression by several concurrent mechanisms, not only angiogenesis but lymphangiogenesis, epithelial-mesenchymal transition and metastasis. In view of their multiples functions in cancer promotion, NRP2 fulfills ail thé criteria of a therapeutic target for innovative anti-tumor thérapies. Our thesis focuses on NRP2-specific rôles in tumor progression and subséquent development of a NRP2-neutralizing monoclonal antibody.

Les anticorps monoclonaux (Acms) représentent une part importante des traitements médicamenteux à visées anticancéreuses à l'hôpital. Leur action ciblée et leur efficacité favorisent leur essor considérable dans le monde pharmaceutique. Leur reconstitution est nécessaire avant d'être administré par voie intraveineuse chez le patient. A l’heure actuelle, il n’existe pas de contrôle rigoureux permettant leur indentification. Compte-tenu de leurs propriétés physico-chimiques similaires leur discrimination par un contrôle analytique hospitalier pré-libératoire est un véritable défi. Dans cette thèse trois nouvelles approches ont été explorées pour permettre la discrimination et l'identification rapide d’un mélange de quatre anticorps monoclonaux après reconstitution: le bevacizumab, le cetuximab, le rituximab et le trastuzumab. Parmi ces approches, deux portent sur des méthodes séparatives : la chromatographie d'échange de cations sur support monolithique et l'électrophorèse capillaire de zone. Les conditions d'analyse de ces méthodes ont été optimisées dans l'objectif d’une identification rapide et fiable. Nous avons également étudié les paramètres intrinsèques des anticorps monoclonaux influençant leur séparation. La troisième approche est basée sur une méthode spectrale ultra-rapide par spectroscopie UV dérivée associant l'analyse par injection en flux et l'analyse multivariée. L'étude des données spectrales par l'analyse multivariée nous a permis de concevoir un algorithme capable de discriminer sans ambigüité les anticorps monoclonaux à partir de leurs informations spectrales. / Anticancer monoclonal antibodies (mAbs) represent a large part of anticancer drugs at hospital. Their success is related to their capacity to specifically interact with their target with relatively low adverse effects. mAbs must be compounded at the hospital before patient's infusion. They exhibit common features rendering their discrimination through fast analytical methods difficult. At the hospital, quality controls mainly rely on mAbs identity and quantity compliance. However, identity of compounds with high similarity remains challenging. In this thesis, three new approaches for the discrimination and the identification of four mAbs, bevacizumab, cetuximab, rituximab and trastuzumab have been investigated. Among them, two approaches are based on separation methods Cation exchange chromatography on a monolithic stationary phase and capillary electrophoresis. The analytical conditions were extensively optimized to obtain rapid and suitable method allowing their discrimination. We have also studied the influence of their physico-chemical properties on their separations. The third approach relies on a rapid second derivative spectral method combining flow injection analysis and multivariate analysis. An algorithm able to discriminate accurately the monoclonal antibodies has been designed from in-depth study of the spectral data through multivariate analysis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Swine postweaning diarrhea (PWD) is a disease of considerable economic importance and is commonly associated with Escherichia coli. However, the vimlence mechanisms of E. coli associated with PWD have not all been elucidated. In the present study, a collection of 32 porcine E. coli 045 strains isolated from PWD were examined genotypically for the presence of virulence detenninants and phenotypically for adherence to mammalian cells in vivo and in vitro and for the expression of virulence factors related to their pathogenicity. Our results indicated that these isolates did not possess the virulence determinants, LT, STap, STb, VT1, VT2, F4, F5, F6, and F41 of enterotoxigenic or verotoxigenic E. coll. However, the majority of the strains carry eae^-related nucleotide sequences and are able to induce attaching and effacing (A/E) lesions in experimentally inoculated gnotobiotic piglets in vivo and on pig ileal expiants in vitro. The A/E lésions induced by these strains were characterized by intimate adherence of bacteria to the intestinal epithelial cell membrane with effacement of the microvilli, identical to those observed in the natural infection of pigs and to those induced by human A/E E. coli (AEEC). We also observed that the severity and extent of A/E lésions appeared to be related to the time of onset and the severity of the diarrhea in the inoculated piglets indicating an implication of A/E lesions in the induction of diarrhea in the experimentally inoculated piglets. However, none of these 045 isolates exhibited localized adherence to HEp-2 cells. The A/E-positive 045 isolates expressed an antigenically related 97 kDa outer membrane protein. The amino-terminal sequence of this protein showed 100% identity in the stretch of all known thirteen amino acids to the EaeA protein derived from the eaeA genes of human enteropathogenic E. coli and enterohemorrhagic E. coli, indicating that it is the eaeA gene product of porcine A/E isolates. The EaeA protein of E. coli 045 is serologically related to the EaeA protein of rabbit and human AEEC strains. It has an apparent isoelectric point of 8.4, is located in the bacterial outer membrane and is exposed on the bacterial surface. Most notably, the capacity of 045 isolates to induce A/E lesions appears to be correlated to the production of the EaeA protein, suggesting that expression of the EaeA protein is important for bacterial attachment to and effacement of enterocytes. Thus, we demonstrated that the E. coli 045 isolates associated with PWD in pigs are AEEC and that expression of the EaeA protein plays an important role in the pathogenicity of these isolates. We suggest that E. coli isolates capable of inducing A/E lesions could be one of the causative agents of swine PWD. / Escherichia coli (E. colî) est une bactérie gram-négative appartenant à la famille des entérobactéries. Elle constitue une grande partie de la flore intestinale normale chez l'homme et les animaux. Toutefois, certaines souches peuvent entraîner des infections intestinales ou extra-intestinales (237). Actuellement, les souches de E. coli responsables d'infections intestinales peuvent être regroupées en sept différentes classes: E. coli entérotoxinogènes (ETEC); E. coli entéroinvasifs (EIEC); E. coli entéropathogènes (EPEC); E. coli entérohémorrhagiques (EHEC); E. coli vérotoxinogènes (VTEC); E. coli adhèrent de manière diffuse (DAEC); E. coli entéroaggregatifs (EAggEC) (214). E. coli est capable d'induire la diarrhée, via divers mécanismes. En effet, ce micro-organisme possède différents facteurs de virulence spécifiques interagissant avec la muqueuse intestinale. Les ETEC adhèrent à la muqueuse de l'intestin grêle, grâce à des adhésines fimbriaires, sécrètent des entérotoxines provocant ainsi une diarrhée aqueuse. Les EIEC envahissent les cellules épithéliales du côlon et entraînent une dysenterie (217). Les EPEC sont responsables d'un grand nombre de diarrhées infantiles. Ils sont définis comme des souches non-entéroinvasives qui ne produisent aucune entérotoxine classique (73). Les EPEC adhèrent intimement à la muqueuse intestinale causant la destruction des microvillosités. Ce type de phénomène est appelé communément des lésions attachantes et effaçantes (A/E). Le nom de AEEC a été attribué aux souches d’E. coli produisant ce type de lésions (73). Les EHEC sécrètent des vérotoxines (VT) et sont de plus en plus souvent incriminés dans des épidémies de colite hémorragique. Ces souches sont également des AEEC. Les VTEC produisent une vérotoxine. Quant aux infections induites par DAEC et par EAggEC, leur mécanisme pathogène demeure actuellement peu connu (214). Parmi les différentes catégories d'E. coli diarrhéiques, seuls les ETEC et les VTEC ont été formellement identifiés chez le porcelet (99). D'autres classes d'E. coli entéropathogènes existent probablement chez le porcelet; toutefois, leur rôle demeure méconnu. En période post-sevrage, la diarrhée constitue l'une des principales causes de morbidité et de mortalité (99). La pathogénicité de ce type de diarrhée apparaît beaucoup plus complexe que celle des diarrhées néonatales. Des agents infectieux tels que E. coli, le rotavirus et le coronavirus de la gastro-entérite transmissible sont régulièrement mis en évidence chez les porcelets diarrhéiques en période post-sevrage (99). Les E. coli sont impliqués dans 50% et plus de cas de diarrhée qui apparaissent généralement pendant la première semaine post-sevrage. La majorité des souches isolées chez ces porcelets appartiennent aux classes ETEC (155, 242), ou VTEC (122). Il existe toutefois d'autres souches d'E. coli impliquées dans les troubles de diarrhée post-sevrage. Au Québec, nous avons caractérisé des souches appartenant au sérogroupe 045 qui sont associées à la diarrhée post-sevrage du porcelet et à des lésions d'A/E. Cependant, le mécanisme impliqué dans le développement de ces diarrhées reste encore inconnu. Les objectifs de notre étude étaient multiples: (l) caractériser génotypiquement plusieurs souches 045 afin d'identifier la présence de facteurs de virulence spécifiques aux ETEC, VTEC et AEEC; (2) déterminer la capacité de ces souches à causer les lésions d'A/E au niveau de l'épithélium intestinal de porcelets gnotobiotiques et une toxicité au niveau des cellules HEp-2; (3) développer une technique in vitro permettant d'étudier la capacité des différentes souches d'E. coli 045 d'induire les lésions d'A/E; (4) identifier les principales structures membranaires d'E. coli responsables du développement des lésions d'A/E. Dans le but de caractériser génotypiquement des souches 045, nous avons démontré que les 32 souches d'E. coli 045 examinées étaient majoritairement négatives pour les sondes spécifiques aux entérotoxines LT, STap, STb, VT2 et pour les fimbriae F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P) et F41 rencontrés chez ETEC et VTEC. Parmi ces souches, une seule était positive pour STb et trois l'étaient pour le fimbriae F4. De plus, les souches isolées ont été examinées aussi pour la présence de eaeA Ç"E. coli attaching and effacing") b^jA ("bundle-forming pili") et EAF ("E. coli adherence factor"). Ces gènes étant associés aux souches AEEC chez l'homme. Des 32 souches isolées, 25 hybridaient avec une sonde spécifique au gène eaeA et 11 avec une sonde spécifique à la protéine EAF. Cependant, aucune souche n'a réagit avec la sonde spécifique au gène bjpA. Ces résultats indiquent que les souches 045 n'appartiennent ni à la famille des ETEC ni à celle des VTEC, mais possèdent certains facteurs de virulence des AEEC. Dans le but de déterminer la capacité des souches 045 à provoquer les lésions d'A/E au niveau de l'épithélium intestinal de porcelets gnotobiotiques et une toxicité au niveau des cellules HEp-2, nous avons démontré que 10 des 12 souches eaeA-positives causent les lésions d'A/E chez les porcs nouveau-nés infectés expérimentalement, alors qu'aucune lésion d'A/E n'a été décelée avec les trois souches eaeA-négatives. De plus, nous avons observé un attachement intime des bactéries à la surface cellulaire et un effacement des microvillosités accompagnés d'une formation de structures en piédestal et en forme de coupe. Ces lésions semblent être identiques à celles décrites pour les souches d'EPEC chez l'homme. Cependant, contrairement aux souches AEEC humaines, aucune souche porcine n'a pu démontré une adhérence au niveau des cellules HEp-2. Chez le porc inoculé, nous avons pu observer une corrélation entre la sévérité des lésions et celle de la diarrhée. Cette observation indique que les lésions d'A/E pourraient être impliquées dans l'induction de la diarrhée. Nos résultats démontrent l'importance du gène eaeA dans les souches porcines. Nous avons également montré que les souches d'E. coli 045 font partie intégrante de la famille des AEEC. Nos résultats suggèrent aussi l'existence de différents mécanismes de pathogénicité chez les souches 045. Afin de déterminer la capacité des souches d'E. coli 045 à induire des lésions d'A/E, nous avons développé une nouvelle technique m vitro utilisant la culture de l'iléon de porcelet nouveau-né. Lors de l'inoculation des cultures avec des isolats 045, nous avons observé un attachement des bactéries et un effacement des microvillosités accompagnés de structures en piédestal et en forme de coupe. L'attachement initial des bactéries aux entérocytes a été observé deux à quatre heures après l'inoculation et les lésions de type A/E ont été observées huit heures après l'inoculation. Nous proposons ici un modèle in vitro permettant d'étudier la capacité des E. coli à causer des lésions de type A/E. Les résultats obtenus montrent que 22 des 24 isolais 045 eaeA-positifs induisent des lésions de type A/E dans les explants de l'iléon. De plus, in vitro, certaines souches sont plus pathogènes que d'autres. Cette différence de rapidité dans l'induction des lésions d'A/E est probablement due aux facteurs de virulence de la bactérie. Ces résultats indiquent que certains déterminants impliqués dans le développement des lésions d'A/E pourraient être présents dans certains isolats et absents dans d'autres. Utilisant des modèles in vitro et in vivo, nous avons aussi démontré que seuls les isolats eaeA-positïîs sont capables d'induire les lésions d'A/E typiques. Nos résultats suggèrent donc que le déterminant eaeA joue un rôle important dans l'induction des lésions d'A/E. Cependant, ti-ois isolats eaeA-positïîs n'ont pas induit ce type de lésions. Quatre hypothèses sont déjà suggérées: (l) une défectuosité du gène eaeA; (2) une régulation de l'expression du gène eaeA; (3) l'absence d'un déterminant dont la fonction est similaire au BFP; (4) ou alors l'intervention d'un facteur inconnu. Afin d'identifier les structures de surface d'E. coli du sérotype 045 impliquées dans le développement des lésions d'A/E, l'expression de la protéine EaeA ou intimine, produit du gène eaeA, a été déterminé sur gel de polyacrylamide (SDS-PAGE) et immunobuvardage. Les résultats obtenus montrent que la majorité (20/22) des souches attachantes et effaçantes d'E. coli expriment une protéine de 97 kDa, alors que cette protéine est absente dans les dix souches non attachantes et non effaçantes. D'autre part, la séquence d'acides aminés N-terminale de la protéine de 97 kDa démontre une homologie avec la protéine EaeA déduite par le gène eaeA des souches EPEC et EHEC humaines. Les résultats du séquençage protéique suggèrent également que la maturation de la protéine EaeA des AEEC ainsi que celle de la protéine EaeA des EPEC et des EHEC s'effectue au niveau du 40e acide aminé. Le premier acide aminé inconnu de la protéine de 97 kDa de la souche 045 porcine correspond au 40 acide aminé (asparagine) de la protéine EaeA des EPEC et des EHEC. Ces conclusions ont été obtenues par comparaison avec le gène eaeA. Une électrophorèse (isoelectric focusing) de la protéine EaeA purifiée par la technique d'immunoaffinité indique que le pl de la protéine EaeA est de 8.4 comparé au pl de 9.5 de la protéine EaeA des souches humaines (358). La protéine EaeA du sérotype 045 constitue une des protéines de la membrane externe des bactéries. Enfin, en utilisant le sémm polyclonal généré par une immunisation de lapin avec des E. coli porcins 045, ou RDEC-1 ou encore en utilisant des anticorps (E2348/69) d'origine humaine, nous avons observé des réactions sérologiques croisées chez différentes espèces animales. Nous avons produit des anticorps monoclonaux spécifiques à la protéine EaeA de souche porcine. L'hybridome Cil, dirigé spécifiquement contre la protéine EaeA, réagit avec une protéine EaeA des souches AEEC de lapin, mais ne reconnaît pas les souches d'origines humaine et canine. Cet anticorps monoclonal semble reconnaître la forme conformationnelle de l'épitope ainsi que sa forme dénaturée. Par immunobuvardage, cet anticorps réagit également avec la protéine EaeA de la souche de lapin (RDEC-1), mais ne réagit pas avec des souches d'origine humaine (E2348/69) ou canine (89-4221). Nous avons démontré, à l'aide d'anticorps polyclonaux, par immunobuvardage et ELISA, que les protéines EaeA sont spécifiques des sérogroupes 045, excepté pour la souche 81-4420. Dans la présente étude, nous avons observé par ELISA des variations dans la production des protéines EaeA parmi les isolats porcins A/E 045. Une ix n correlation significative (p < 0.05) a été observée entre la quantité de protéine EaeA exprimée et la sévérité des lésions d'A/E induites m vivo par les isolats du sérogroupe 045. Ces résultats montrent une corrélation entre la production de la protéine EaeA et la capacité d'induire les lésions d'A/E. D'autre part, la quantité de protéine EaeA produite in vitro, pourrait aussi déterminer la sévérité des lésions d'A/E in vivo. Utilisant une technique d'immunofluorescence (IF) et un test de sensibilité de la protéine EaeA à certaines protéases, nous avons démontré que la protéine EaeA est localisée A la surface de la bactérie. D'une part, l'anticorps Cil réagit avec la bactérie entière indiquant ainsi la présence de la protéine native EaeA à la surface bactérienne. D'autre part, la dégradation de la protéine EaeA de la souche 045 AEEC par la papaïne a été observée lorsque (a) la cellule bactérienne est intacte; (b) les OMPs et la protéine EaeA purifiée sont soumis à des concentrations croissantes de papaïne, indiquant que la protéine EaeA est exposée A la surface externe de la bactérie. La localisation sur la surface externe de la bactérie est probablement nécessaire pour que la protéine EaeA puisse se lier à un ligand présent sur les cellules de mammifères. En conclusion, nous avons démontré qu'E. coli du sérogroupe 045, associé à la diarrhée post-sevrage du porc, induit des lésions attachantes et effaçantes m vivo et in vitro. Ces souches sont donc des AEEC. Leur capacité d'induire des lésions d'A/E semble être liée à la présence du gène eaeA et non au gène bjpA ou au facteur EAF. Nos résultats suggèrent que la protéine EaeA du sérotype 045 joue um rôle important dans la pathogénicité de la bactérie. En tenant compte des différents sérogroupes et de la presence ou absence du gène bjpA, les isolats d’E. coli du sérogroupe 045 différent des EPEC humains. Cependant, ces isolats ressemblent beaucoup plus aux EPEC humains qu'à toute autre catégorie d'E. coli diarrhéique. Nous considérons donc que les isolats d'E. coli caractérisés dans cette étude sont des EPEC-porcins (EPEC-P).

Ce travail étudie l'intérêt de l'ajout d'hydrolysats de levure dans un procédé de culture de cellules CHO productrices d'anticorps en vue, d'une part, de déterminer leur condition d'utilisation et leur rôle, et, d'autre part, de caractériser les composés actifs. Pour répondre à ces objectifs, une démarche intégrant des études cinétiques, des stratégies de fractionnement et l'analyse biochimique des hydrolysats et de leurs fractions a été développée. En premier lieu, il a été montré que les hydrolysats de levure présentent des effets significatifs sur les cultures selon leur composition et les conditions d'ajout. De même, des effets synergiques ont été mis en évidence par le mélange d'hydrolysats générés à partir de différents procédés. D'autre part, des études cinétiques ont permis de corréler l'influence positive des hydrolysats sur la croissance cellulaire à l'amélioration du métabolisme énergétique. Dans un deuxième temps, la nature biochimique et le rôle des composés actifs ont été étudiés par la mise en oeuvre d'un procédé de nanofiltration membranaire et la reconstitution de mélanges de molécules contenues dans un extrait de levure (EXL). Ces résultats ont mis en évidence l'intérêt des di- et tri-peptides pour approvisionner le métabolisme énergétique et de molécules non nutritives, de poids moléculaire supérieur à 500 Da, pour stimuler la vitesse spécifique de croissance des cellules. Finalement, le rétentat issu de la nanofiltration de l'EXL a été fractionné à l'aide de divers procédés chromatographiques, unitaires ou associés, pour caractériser les propriétés physico-chimiques des composés actifs. L'effet des fractions sur la culture de cellules a alors souligné l'intérêt des molécules chargées positivement, et plus particulièrement, des peptides hydrophiles et cationiques pour stimuler la croissance des cellules. Ainsi, nos travaux permettent de mieux appréhender les mécanismes d'action des hydrolysats de levure sur les cellules CHO productrices d'anticorps et proposent des voies d'optimisation pour la simplification d'additifs complexes dans les milieux de culture dédiés à la culture de cellules animales / This work studies the interest of the addition of yeast hydrolysates in culture medium of CHO cell producing antibody, to determine the operating conditions and their role, but also to improve the characterization of active compounds. In this way, an integrated approach including kinetic studies, fractionation strategies and biochemical analysis of hydrolysates and of their fractions was developed. First, we showed that yeast hydrolysates exhibited various properties depending on their composition and the operating conditions. In addition, synergistic effects were observed with different hydrolysate mixtures. Besides, kinetic studies underlined that the positive influence of hydrolysates on cell growth is correlated with energetic metabolism improvement. Then, the biochemical nature and the role of active compounds were studied by the implementation of a nanofiltration process and the reconstitution of mixtures of molecules contained in a yeast extract (YE). The results highlighted the interest of di- and tri-peptides to supply energetic metabolism, and of non-nutritive molecules, exhibiting a molecular weight greater than 500 Da, to stimulate the specific cell growth rate. Finally, the retentate fraction of nanofiltrated YE was fractionated by various chromatographic processes to characterize the physico-chemical properties of active compounds. The effect of fractions on cell culture emphasized the positive effect of positively charged molecules, especially hydrophilic and cationic peptides, to stimulate the cell growth. Thus, our work provides important insights in yeast hydrolysate mechanisms on CHO cells and suggests procedures to simplify such a complex additive of media dedicated to mammalian cell culture