Le paludisme est l'une des maladies infectieuses les plus dévastatrices qui a affecté environ 214 millions de personnes dans le monde. Elle est causée par l'infection par le parasite plasmodium, dont P. falciparum et P. vivax sont les plus représentés. Le développement asexué du parasite dans le sang provoque la physiopathologie de la maladie dont l'évolution passe du paludisme simple au paludisme grave, notamment le neuropaludisme. Nos travaux ont d'abord porté sur l'analyse du transcriptome, par la technologie des microarrays, des cellules sanguines d'une cohorte constituée au Sénégal. L'analyse des résultats a permis d'identifier un ensemble de gènes dont l'expression permettait de distinguer le profil transcriptomique du neuropaludisme de ceux du paludisme simple et des autres formes de paludisme grave. Ces gènes sont enrichis en voies biologiques impliquées dans l'activation des récepteurs des lymphocytes B et T mais aussi des TLR et des récepteurs Fcgamma. On y trouve aussi plusieurs gènes candidats qui ont déjà été testés pour leur résistance au paludisme, dont RNASE3 et IL18R. Nous avons aussi réalisé, avec une partie de cette même cohorte sénégalaise, une étude d’association cas-contrôles qui n’a pas permis de détecter d’association entre le polymorphisme NCR3-412 et le paludisme sévère. Enfin l’approche basée sur une métaanalyse a permis de confirmer son implication dans le paludisme simple, ainsi que celle du polymorphisme LTA+252 dans le paludisme sévère, contrairement au LTA+80, au TNF-238 et au TNF-308. L’ensemble des travaux contribuent à une meilleure compréhension des facteurs génétiques et génomiques impliqués dans la résistance de l’hôte au paludisme. / Malaria is one of the most devastating infectious diseases that has affected an estimated 214 million people worldwide and caused nearly 600,000 deaths in 2015. It is caused by infection with the plasmodium parasite, P. falciparum and P. vivax are the most represented. The asexual development of the parasite in the blood causes the pathophysiology of the disease which can evolve from mild malaria to severe malaria, including cerebral malaria. Our work first focused on the analysis of the microarray transcriptome of blood cells of a cohort composed in Senegal. The analysis of the results allow to identify a set of genes whose expression permit to distinguish the transcriptomic profile of cerebral malaria from those of mild malaria and other forms of severe malaria. These genes are enriched in biological pathways involved in the activation of B and T lymphocyte receptors also TLRs and Fcgamma receptors. These genes also include several candidate proteins that have already been tested for resistance to malaria, including RNASE3 and IL1RN.

L'objet de cette thèse est la convergence structure-fonction dans les systèmes complexes et ses applications aux systèmes vivants et aux systèmes technico-économiques. Après avoir défini la modularité et identifié les difficultés associées à sa définition, cette thèse formalise le concept de convergence structure-fonction dans les systèmes évolutifs et fonctionnels et montre son intérêt pour l'évolutivité et la robustesse de ces systèmes. Ensuite, elle applique ce concept à des problématiques réelles de systèmes évolutifs et fonctionnels en biologie et en économie afin d'illustrer son utilité. Ainsi, dans le cadre de la génomique, cette thèse montre que la longueur des opérons bactériens, qui sont à la fois des modules structurels et fonctionnels, est limitée du fait de contraintes dues à l'interaction des mécanismes de transcription et de réplication. Ensuite, elle fait l'hypothèse que la modularité structurelle des points chauds de recombinaison correspond au moins partiellement à la modularité fonctionnelle des gènes. Ceci permet de développer une nouvelle méthode d'analyse des études d'association génétique basée sur un découpage en régions géniques du génome dans le but de faciliter la compréhension du mécanisme fonctionnel de leur action sur le caractère étudié en analysant directement l'association de gènes ou de groupe de gènes avec ce caractère. Sur le plan structurel, les résultats sont d'une qualité comparable à ceux des méthodes classiques. En revanche, le découpage en régions devra encore être affiné afin d'obtenir une analyse fonctionnelle pleinement utile. Enfin, dans le cadre de la libéralisation du marché européen de l'électricité, la correspondance effective entre structure et fonction de chaque acteur issu de la restructuration fait supposer que le principe de convergence structure-fonction y est bien appliqué. Cependant, des difficultés subsistent avant de parvenir à mettre en place des relations structurelles permettant d'atteindre l'optimum souhaité. Celui-ci inclut des échanges d'énergie à l'origine des contraintes couplantes entre les acteurs. A partir de la théorie de la décomposition par les prix, nous proposons un cadre permettant de définir des tarifs propres à les faciliter, en particulier celles liant producteurs et transporteurs. En conclusion, cette thèse montre (a) la limite à la convergence structure-fonction que constitue la limite de la longueur des opérons bactériens, (b) la faisabilité de l'utilisation d'un découpage basé sur les limites de gènes afin d'analyser des études d'association génétique à grande échelle et (c) l'importance d'améliorer « la grande boucle » des relations entre producteurs et transporteurs d'électricité afin d'assurer l'optimisation conjointe des investissements en capacité de production et de transport. Elle synthétise l'ensemble de ces résultats dans le cadre conceptuel de la convergence structure-fonction qui postule que la modularité structurelle des systèmes évolutifs et fonctionnels tend à se superposer à leur modularité fonctionnelle afin de leur apporter robustesse et évolutivité.

Introduction: L’hypothèse de l’architecture génétique commune de phénotypes d’adiposité et de pression artérielle a été testée chez les adolescents par Melka et al. (Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2012) qui ont identifié cinq variants associés à l’indice de masse corporelle, rs16933812 (PAX5), rs7638110 (MRPS22), rs9930333 (FTO), rs7120548 (MTCH2) et rs17773430 (MC4R), dont trois (PAX5, MRPS22 et FTO) l’était aussi avec la pression artérielle systolique. Objectif : Investiguer si les associations entre les cinq variants et l’adiposité et la pression artérielle sont répliquées dans une population d’âge et de situation géographique similaire. Méthodes: Les données proviennent de l’étude Nicotine Dependence In Teens, une étude longitudinale d’adolescents suivis à partir de 12 ans. L’ADN de 713 adolescents d’ascendance européenne a été génotypé et des mesures anthropométriques et de pression artérielle ont été effectuées lorsqu’ils avaient en moyenne 13, 15, 17 et 24 ans. Les associations entre les cinq variants avec l’indice de masse corporelle et la pression artérielle systolique ont été estimées à l’aide de modèles linéaires mixtes. Résultats: Les associations des variants sur les gènes FTO et MTCH2 avec l’indice de masse corporelle ont été répliquées, mais pas celles correspondantes aux variants sur MRPS22, PAX5 et MC4R. Aucune des associations avec la pression artérielle systolique n’a été répliquée. Conclusion: Les facteurs proposés pour expliquer la réplication partielle des résultats comprennent une différence de structure génétique entre les populations étudiées, une définition différente du phénotype de pression artérielle et la surestimation de certains effets estimés dans Melka et al. / Introduction : Melka et al. (Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2012) tested the hypothesis that adiposity and blood pressure share a common genetic architecture in adolescents. They identified five single nucleotide variants, rs16933812 (PAX5), rs7638110 (MRPS22), rs9930333 (FTO), rs7120548 (MTCH2) and rs17773430 (MC4R), associated with body mass index, three of which (MRPS22, PAX and FTO) were also associated with systolic blood pressure. Objective: To investigate if the reported associations between the five variants and adiposity and blood pressure can be replicated in a population similar in age and geographical situation. Methods: Data were drawn from the Nicotine Dependence In Teens study, a longitudinal study of adolescents followed-up from 12 years old. The DNA of 713 adolescents of European ancestry was genotyped and anthropometric and systolic blood pressure measurements were taken at age 13, 15, 17 and 24 on average. The associations between the five variants and both body mass index and systolic blood pressure were estimated using linear mixed models. Results: We replicated the associations of variants at genes FTO and MTCH2 with body mass index, but not those corresponding to MRPS22, PAX or MC4R. Further, none of the associations with systolic blood pressure were replicated. Conclusion: Explanations for the partial replication of results include differences in genetic structures across study populations, different definitions of the blood pressure phenotype and the overestimation of specific effects initially estimated by Melka et al.

Objectifs: Plusieurs polymorphismes nucléaires localisés sur les gènes des récepteurs nicotiniques cholinergiques CHRN sont associés au tabagisme. Cependant, peu d’études ont examiné l’association entre les polymorphismes sur les gènes CHRN et l’étourdissement. Les polymorphismes et les symptômes subjectifs sont peu être lié à la dépendance à la nicotine et à l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Le but de cette étude est d’étudier l’association entre 61 polymorphismes sur huit gènes CHRN (CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5, CHRNA6, CHRNA7, CHRNB2, CHRNB3, CHRNB4) et l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Méthodes: Les données provenant d'une étude de cohorte longitudinale composée de 1293 étudiants, ont été analysées selon un devis d'étude gène-candidat. Les données ont été collectées par le biais de questionnaires auto-reportés aux troix mois, durant 5 ans. L’ADN provenent de la salive ou du sang a été génotypé pour 61 polymosphismes localisés sur les gènes CHRN ont été génotypés, à l'aide d'une stratégie de couverture maximale du gène. L'équation d'analyse est une régression logistique, incluant un ajustement sur l’âge, le sexe et l’origine ethnique. Résultats: Trois SNPs sur le gène CHRNA6 (rs7812298, rs2304297, rs7828365) sont associés à notre phénotype (OR (95% CI)= 0.54 (0.36, 0.81), 0.59 (0.40, 0.86) and 0.58 (0.36, 0.95, respectivement),. Trois autres polymorphismes (rs3743077 (CHRNA3), rs755204 (CHRNA4), rs7178176 (CHRNA7)) sont également associés à phénotype (OR (95% CI)=1.40 (1.02, 1.90), 1.85 (1.05, 3.27) and 1.51 (1.06, 2.15), respectivement) Conclusion: Plusieurs SNPs localisés sur les gènes CHRN sont associés à l'étourdissement, un phénotype de l'initiation qui est peut-être associé à la dépendance à la nicotine. / Background: Numerous single nucleotide polymorphisms (SNPs) in multiple nicotinic receptor genes (CHRN) are associated with smoking. However few studies have examined the association between CHRN SNPs and subjective responses to smoking which may relate to sustained smoking, such as dizziness at first inhalation. The objective of this study was to investigate the association between 61 SNPs in eight CHRN genes (CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5, CHRNA6, CHRNA7, CHRNB2, CHRNB3, CHRNB4) and dizziness at first inhalation. Methods: Data were available in a longitudinal cohort investigation of 1293 students 12-13 years old at baseline. Students completed self-report questionnaires at-school every 3 months for 5 years during secondary school, and a mailed self-report questionnaire three years later. DNA extracted from blood or saliva was genotyped for 61 CHRN SNPs selected using a gene tagging approach. Associations were modeled using logistic regression controlling for sex, race and age at first cigarette. Results: The minor alleles of three SNPs in CHRNA6 (rs7812298, rs2304297, rs7828365) were associated a decreased probability of dizziness (OR (95% CI)=0.54(0.36, 0.81), 0.59(0.40,0.86) and 0.58(0.36,0.95, respectively), while one SNP in each of three other genes (rs3743077 (CHRNA3), rs755204 (CHRNA4), rs7178176 (CHRNA7)) was associated with an increased probability of dizziness (OR(95% CI)=1.40 (1.02,1.90), 1.85(1.05,3.27) and 1.51(1.06,2.15), respectively). Conclusion: Thus, several SNPs located in CHRN genes are associated with dizziness at first inhalation, a smoking initiation phenotype that may relate to sustained smoking.

Objectifs: Plusieurs polymorphismes nucléaires localisés sur les gènes des récepteurs nicotiniques cholinergiques CHRN sont associés au tabagisme. Cependant, peu d’études ont examiné l’association entre les polymorphismes sur les gènes CHRN et l’étourdissement. Les polymorphismes et les symptômes subjectifs sont peu être lié à la dépendance à la nicotine et à l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Le but de cette étude est d’étudier l’association entre 61 polymorphismes sur huit gènes CHRN (CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5, CHRNA6, CHRNA7, CHRNB2, CHRNB3, CHRNB4) et l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Méthodes: Les données provenant d'une étude de cohorte longitudinale composée de 1293 étudiants, ont été analysées selon un devis d'étude gène-candidat. Les données ont été collectées par le biais de questionnaires auto-reportés aux troix mois, durant 5 ans. L’ADN provenent de la salive ou du sang a été génotypé pour 61 polymosphismes localisés sur les gènes CHRN ont été génotypés, à l'aide d'une stratégie de couverture maximale du gène. L'équation d'analyse est une régression logistique, incluant un ajustement sur l’âge, le sexe et l’origine ethnique. Résultats: Trois SNPs sur le gène CHRNA6 (rs7812298, rs2304297, rs7828365) sont associés à notre phénotype (OR (95% CI)= 0.54 (0.36, 0.81), 0.59 (0.40, 0.86) and 0.58 (0.36, 0.95, respectivement),. Trois autres polymorphismes (rs3743077 (CHRNA3), rs755204 (CHRNA4), rs7178176 (CHRNA7)) sont également associés à phénotype (OR (95% CI)=1.40 (1.02, 1.90), 1.85 (1.05, 3.27) and 1.51 (1.06, 2.15), respectivement) Conclusion: Plusieurs SNPs localisés sur les gènes CHRN sont associés à l'étourdissement, un phénotype de l'initiation qui est peut-être associé à la dépendance à la nicotine. / Background: Numerous single nucleotide polymorphisms (SNPs) in multiple nicotinic receptor genes (CHRN) are associated with smoking. However few studies have examined the association between CHRN SNPs and subjective responses to smoking which may relate to sustained smoking, such as dizziness at first inhalation. The objective of this study was to investigate the association between 61 SNPs in eight CHRN genes (CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5, CHRNA6, CHRNA7, CHRNB2, CHRNB3, CHRNB4) and dizziness at first inhalation. Methods: Data were available in a longitudinal cohort investigation of 1293 students 12-13 years old at baseline. Students completed self-report questionnaires at-school every 3 months for 5 years during secondary school, and a mailed self-report questionnaire three years later. DNA extracted from blood or saliva was genotyped for 61 CHRN SNPs selected using a gene tagging approach. Associations were modeled using logistic regression controlling for sex, race and age at first cigarette. Results: The minor alleles of three SNPs in CHRNA6 (rs7812298, rs2304297, rs7828365) were associated a decreased probability of dizziness (OR (95% CI)=0.54(0.36, 0.81), 0.59(0.40,0.86) and 0.58(0.36,0.95, respectively), while one SNP in each of three other genes (rs3743077 (CHRNA3), rs755204 (CHRNA4), rs7178176 (CHRNA7)) was associated with an increased probability of dizziness (OR(95% CI)=1.40 (1.02,1.90), 1.85(1.05,3.27) and 1.51(1.06,2.15), respectively). Conclusion: Thus, several SNPs located in CHRN genes are associated with dizziness at first inhalation, a smoking initiation phenotype that may relate to sustained smoking.

Le paludisme tue un enfant toutes les 30 secondes en Afrique et 1 à 3 millions de personnes par an. Deux milliards d'individus sont exposés et on estime à 500 millions le nombre de cas cliniques survenant chaque année. Le paludisme étant une maladie multifactorielle, son évolution est soumise à l'influence d'effets environnementaux, à des variables telles que l'âge de l'individu, ainsi qu'à une combinaison de facteurs génétiques. De nombreux arguments sont en faveur d’un contrôle génétique de la résistance au paludisme, mais les gènes impliqués restent encore mal connus. Afin d’identifier de nouveaux gènes de résistance ou de susceptibilité au paludisme à Plasmodium falciparum, nous avons réalisé différentes études génétiques dans deux populations vivant en zone d’endémie palustre au Burkina Faso. Ainsi, des polymorphismes du gène IL12B situé dans une région chromosomique liée au paludisme (5q31-q33) ont été génotypés puis analysés. Nous n’avons pas décelé d’association allélique, mais ce travail a permis de confirmer l’existence d’une liaison génétique dans ce locus. Les données issues du génotypage du gène IL12B ainsi que celles d’études antérieures ont été utilisées pour évaluer les interactions génétiques entre la mutation provoquant l’hémoglobine C et 11 autres polymorphismes situés dans 5 gènes précédemment associés à la résistance au paludisme. En utilisant 3 phénotypes liés à l’infection palustre, nous avons ainsi pu observer 43 combinaisons multilocus significatives incluant des polymorphismes des gènes IL12B, IL4, TNF, NCR3 et LTA. Ces résultats d’interactions démontrent l’intérêt de développer ce type d’approches pour élucider le contrôle génétique de la résistance humaine au paludisme.Une approche par clonage positionnel, suivie d’une approche « gène candidat » nous a permis de mettre en évidence une liaison génétique entre la région 17p11-p13 et la parasitémie, puis une association allélique entre les gènes candidats HS3ST3A1 et HS3ST3B1 et la parasitémie. Ces gènes codent pour des isoenzymes transférant un groupement sulfate à des protéoglycanes afin de former des molécules d’héparane sulfates. L’implication potentielle de ces récepteurs, dans le contrôle génétique du paludisme suggère le rôle déterminant qu’ils pourraient jouer dans le déclenchement de l’infection, et fournit un nouveau terrain d’investigation pour l’identification de gènes contrôlant l’évolution de l’infection palustre. A notre connaissance, il s’agit de la première étude d’association entre un phénotype lié à l’infection palustre et des gènes impliqués dans la synthèse des héparane sulfates. / Malaria kills a child every 30 seconds in Africa and 1 to 3 million people per year. Two billion people are exposed and an estimated 500 million of clinical cases occur each year. Malaria being a multifactorial disease, its evolution is subject to the influence of environmental effects, variables such as age of the individual, and a combination of genetic factors. Many arguments are in favor of a genetic control of resistance to malaria, but the genes involved are still poorly understood. In order to identify new genes for resistance or susceptibility to Plasmodium falciparum, we performed genetic studies in two different populations living in malaria endemic area in Burkina Faso. Thus, polymorphisms of the IL12B gene located in a chromosomal region associated with malaria (5q31-q33) were genotyped and analyzed. We did not detect allelic association, but this work has confirmed the existence of a genetic linkage at this locus. Genotype data from IL12B gene and those of previous studies were used to evaluate interactions between the genetic mutation causing hemoglobin C and 11 other polymorphisms located in five genes previously associated with resistance to malaria. Using 3 phenotypes related to malaria infection, we were able to observe 43 significant multilocus combinations including IL12B gene polymorphisms, IL4, TNF, LTA and NCR3. These results demonstrate the interest to develop such approaches for elucidating the genetic control of human resistance to malaria. A positional cloning approach followed by a "candidate gene" approach allowed us to identify a genetic link between the region 17p11-p13 and parasitemia, and allelic association between candidate genes HS3ST3A1 and HS3ST3B1 and parasitemia. These genes encode isoenzymes transferring a sulfate group to proteoglycans to form molecules of heparan sulfates. The potential involvement of these receptors in the genetic control of malaria suggests the crucial role they might play in the onset of infection, and provides a new field of investigation for the identification of genes controlling the development of malaria infection. To our knowledge this is the first study of association between a phenotype associated with malaria infection and genes involved in the synthesis of heparan sulfates.

L’approche GWAS est un outil essentiel pour la découverte de gènes associés aux maladies, mais elle pose des problèmes de puissance statistique quand il est impossible d’échantillonner génétiquement des dizaines de milliers de sujets. Les résultats présentés ici—ALDsuite, un programme en utilisant une correction nouvelle et efficace pour le déséquilibre de liaison (DL) ancestrale de la population locale, en permettant l'utilisation de marqueurs denses dans le MALD, et la démonstration que la méthode simpleM fournit une correction optimale pour les comparaisons multiples dans le GWAS—réaffirment la valeur de l'analyse en composantes principales (APC) pour capturer l’essence de la complexité des systèmes de grande dimension. L’APC est déjà la norme pour corriger la structure de la population dans le GWAS; mes résultats indiquent qu’elle est aussi une stratégie générale pour faire face à la forte dimensionnalité des données génomiques d'association. / GWAS is an essential tool for disease gene discovery, but has severe problems of statistical power when it is impractical to genetically sample tens of thousands of subjects. The results presented here—a novel, effective correction for local ancestral population LD allowing use of dense markers in MALD using the ALDsuite and the demonstration that the simpleM method provides an optimum Bonferroni correction for multiple comparisons in GWAS, reiterate the value of PCA for capturing the essential part of the complexity of high- dimensional systems. PCA is already standard for correcting for population substructure in GWAS; my results point to it’s broader applicability as a general strategy for dealing with the high dimensionality of genomic association data.

L’approche GWAS est un outil essentiel pour la découverte de gènes associés aux maladies, mais elle pose des problèmes de puissance statistique quand il est impossible d’échantillonner génétiquement des dizaines de milliers de sujets. Les résultats présentés ici—ALDsuite, un programme en utilisant une correction nouvelle et efficace pour le déséquilibre de liaison (DL) ancestrale de la population locale, en permettant l'utilisation de marqueurs denses dans le MALD, et la démonstration que la méthode simpleM fournit une correction optimale pour les comparaisons multiples dans le GWAS—réaffirment la valeur de l'analyse en composantes principales (APC) pour capturer l’essence de la complexité des systèmes de grande dimension. L’APC est déjà la norme pour corriger la structure de la population dans le GWAS; mes résultats indiquent qu’elle est aussi une stratégie générale pour faire face à la forte dimensionnalité des données génomiques d'association. / GWAS is an essential tool for disease gene discovery, but has severe problems of statistical power when it is impractical to genetically sample tens of thousands of subjects. The results presented here—a novel, effective correction for local ancestral population LD allowing use of dense markers in MALD using the ALDsuite and the demonstration that the simpleM method provides an optimum Bonferroni correction for multiple comparisons in GWAS, reiterate the value of PCA for capturing the essential part of the complexity of high- dimensional systems. PCA is already standard for correcting for population substructure in GWAS; my results point to it’s broader applicability as a general strategy for dealing with the high dimensionality of genomic association data.

Le blé est la seconde céréale la plus cultivée dans le monde et constitue un apport majeur de l’alimentation quotidienne. L’effort consenti à continuellement améliorer les qualités meunière et boulangère du blé tendre, s’est fait au détriment du caractère nutritionnel du grain. Ainsi la plupart des produits industriels dérivés des grains de blé sont produits à partir de farines blanches raffinées qui ne contiennent ni le germe ni les sons. Cependant, dans ces différents tissus qui sont éliminés et qui servent essentiellement à nourrir les animaux, se concentrent les principaux micronutriments tels que les vitamines, les minéraux, les fibres et des substances phytochimiques. Les différentes enquêtes épidémiologiques ont bien mis en évidence les conséquences négatives de la déplétion en micronutriments des produits céréaliers raffinés. Dans l’objectif d’une alimentation plus saine voir même préventive, la consommation d’aliments enrichis en micronutriments naturellement présents dans le grain de blé tendre semble être une démarche efficace. Dans cette optique, ce travail de thèse a permis de consolider et d’accroitre les connaissances concernant les voies d’amélioration des teneurs en vitamines des grains de blés tendres ainsi que des produits industriels qui en sont dérivés. En premier, nous nous sommes intéressés au développement d’une méthode simple et rapide basée sur la spectrométrie de masse couplée à la chromatographie liquide pour la détermination simultanée de sept vitamines hydrosolubles dans divers matériels végétaux. Les vitamines présentes dans les différents matériels végétaux furent séparées en moins de 15 min grâce à l’utilisation d’une colonne C18 en phase inverse, et analysées en mode ElectroSpray positif et MRM. La réponse pour toutes les vitamines a été linéaire sur l’ensemble des concentrations étudiées (0.05 to 9 μg/mL) avec des coefficients de corrélation compris entre 0.991 et 1. Les limites de quantification de la méthode analytique ont été évaluées entre 0.09 et 3.5 μg/g. Les précisions intra-journalière et inter-journalière étaient satisfaisantes. La deuxième partie de nos travaux a concerné l’impact des procédés de transformation du grain (production d’une nouvelle fraction de mouture et grillage) sur la teneur en vitamines. Afin de réaliser cette objectif, la méthode développée a été appliquée pour l’analyse simultanée des concentrations en vitamines hydrosolubles contenues dans différentes farines semi-complètes ainsi que dans les pâtons, pains et pains grillés qui en sont dérivés. En parallèle, les concentrations endogènes des vitamines E, de la Lutéine et du β-sitostérol ont également été évaluées dans le même matériel. Nous avons mis en évidence que les concentrations en acide nicotinique, pyridoxale, pyridoxine et acide pantothénique étaient significativement plus élevées dans les gros sons que dans les autres fractions de moutures, alors que les concentrations en β-sitostérol, lutéine, α-tocotriénol, α-tocophérol et thiamine (20.87 μg/g DM)étaient plus importantes dans la fraction de mouture enrichie. L’étape de grillage induit une augmentation significative en α-tocophérol (+216%), β-γ-tocophérol (+52%), α-tocotriénol (+83%), β-γ-tocotriénol (+32%), acide nicotinique (+55%), nicotinamide (+97%) et en pyridoxine (+77%). L’ensemble de ces résultats nous a permis de montrer qu’un enrichissement de farine blanche par la fraction de mouture dite enrichie pourrait potentiellement permettre d’accroître les produits qui en dérive en vitamine E. De plus le grillage pourrait libérer des composés bioactifs, augmentant ainsi leur biodisponibilité et la valeur nutritionnelle des pains. (...) / Wheat is the second largest crop cultivated around the world and constitutes a major part of the daily diet in Europe. During the course of improving the baking quality of wheat cultivar, most of the nutritional attributes have been underestimated. It is therefore unfortunate that most of wheat-based food products are mostly produced from refined white flour from which peripheral tissues (germ and envelopes) are removed. However, these tissues, which are eliminated and serve mainly for animal feeding, contain most of the vitamins, minerals, fiber and phytochemicals of the grain. It is becoming evident that many of the health benefits associated with the consumption of whole grain cereal products, relate to the enhanced intake of micronutrients, phytochemicals and dietary fiber. In the context of consuming wheat derived foods with enhanced nutritional value, as part of a healthy diet, this thesis provide results which strengthen the knowledge of vitamins accumulation in common wheat and in wheat-based food products. Firstly, we have developed a simple and rapid method based on liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for the simultaneous screening of seven water soluble vitamins in various wheat-based food materials. The vitamins present in the test materials were separated in less than 15 min by using a reverse-phase C18 column, and analyzed by positive ion electrospray selected reaction monitoring MS/MS. The MS response for all the vitamins was linear over the working range (0.05 to 9 μg/mL) with correlation coefficients ranging between 0.991 and 1. Limits of quantification in the different food materials ranged from 0.09 to 3.5 μg/g. Intra-day and inter-day precision was found satisfactory. The second part of our research, have focused on monitoring the levels of vitamins upon the wheat-based foods processing operations, such as production of new wheat milling fraction (consisting in enriched fraction) and breadmaking toasted bread. In order to achieve this goal, the developed method was applied for the simultaneous analysis of the water-soluble vitamin natural content of different semi-coarse wheat flours and in their corresponding baking products. In addition the vitamin E, Lutein and β-sitosterol natural content was also measured in the same materials. It was shown that the concentration of nicotinic acid, pyridoxal, pyridoxine, pantothenic acid were significantly higher in the coarse bran than in the other milling fractions, while the concentration of β-sitosterol, lutein, α-tocotrienol, α-tocopherol and thiamin (20.87 μg/g DM) were the highest in the enriched fraction. The toasting step induced a significant increased of α-tocopherol (+216%), β-γ-tocopherol (+52%), α-tocotrienol (+83%), β-γ-tocotrienol (+32%), nicotinic acid (+55%), nicotinamide (+97%) and of pyridoxine (+77%). Furthermore, it was demonstrated that the enriched fraction could be a functional ingredient in order to enrich wheat-based products in fat soluble vitamins and that the toasting process could release bound bioactive compounds and led to enhance the nutritional quality of bread. (...)

Le projet Milieu Intérieur a pour but d'identifier les facteurs génétiques et environnementaux ayant un impact sur la variabilité immunitaire naturelle. Cette analyse multiparamétrique requière néanmoins d'utiliser des outils standardisés. Afin d'étudier la réponse immune induite, nous avons utilisé un système optimisé prêt à l'emploi de stimulation du sang et développé un protocole unique de quantification de l'ARN afin d'étudier la signature transcriptionnelle en réponse à des immuno-modulateurs. Testant l'hypothèse que la réponse à des composés complexes peut être définie par la signature ARN de cytokines clefs et utilisant une méthode statistique robuste, nous avons identifié 44 gènes capables d'optimiser la capture de la réponse à des stimulations plus complexes aidant à la réduction dimensionnelle pour la décomposition de réponses innées. Dans une seconde étude, l'analyse semi-automatisée par cytomètrie en flux des cellules du sang a été associée à l'analyse épidémiologique et génotypique pour les 1,000 donneurs inclus dans la cohorte. Nous avons observé que le tabac, l'âge, le genre et l'infection latente par le cytomégalovirus sont les facteurs impactant le plus la variabilité immunitaire. Cette étude a montré que les paramètres des cellules innées sont contrôlés par des facteurs génétiques alors que ceux des cellules adaptatives le sont plutôt par des expositions environnementales tout au long de la vie. Des outils interactifs incluant ces données de référence accompagnent ces études. Ces analyses montrent que nous avons développé des outils performants pour une étude intégrative du modèle humain constituant une approche innovante vers une médecine personnalisée. / The project Milieu Intérieur aims to study the genetic and environmental factors that can have a major impact on occurring immunological variance in healthy human population. This characterization requires the use of standardized immunophenotyping technologies for integrating diverse, complex datasets. With this goal in mind, we used an optimized suite of standardized whole-blood stimulation systems to study the human induced immune response in physiological condition and developed a unique standardized protocol to analyze the ARN signatures upon whole-blood stimulation to test the hypothesis that responses to complex stimuli can be defined by the transcriptional signatures of key cytokines. We found 44 genes, identified using Support Vector Machine learning, which captured the diversity of complex innate immune responses with improved segregation between distinct stimuli. This provides new strategies for dimension reduction of large datasets and for deconvolution of innate immune responses, applicable for characterizing novel immunomodulatory molecules.In a second related study, we aimed to identify the environmental and genetic factors driving innate and adaptive immune cell parameters in homeostatic conditions. To do so, we combined semi-automated flow cytometric analysis of blood leukocytes and genome-wide DNA genotyping in the 1,000 healthy donors included in the collection. We show that smoking, age, gender and latent cytomegalovirus infection, are main drivers of human variation (i.e. numbers of Treg and MAIT cells). These results demonstrated that innate cell parameters are strongly controlled by genetic factors, whereas adaptive cells are driven by life-long environmental exposures. In addition, to help on the public data mining, we developed interactive R-Shiny application including healthy donor reference values for both studies.All together, these results indicate that we developed powerful tools for human system biology approaches to support personalized medecine.