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

La dengue et le chikungunya sont deux arboviroses émergentes qui sont transmises à l'homme par la piqûre de moustiques du genre Aedes. Il n'existe ni vaccin ni traitements commercialisés pour ces arboviroses. Il apparaît donc nécessaire de développer de nouvelles stratégies pour isoler les virus circulants et bloquer leur transmission. La compréhension des mécanismes mis en jeu dans les cellules des vecteurs Aedes lors d'une infection par le virus de la dengue (DENV) sont encore très peu étudiés, notamment pour les sérotypes 1 et 3. Par des analyses protéomiques de l'infection d'une lignée cellulaire du moustique Aedes albopictus par ces séroytypes, nous avons démontré qu'en réponse à l'infection, les cellules de moustiques utilisent les mécanismes antioxydants combinés à la production d'énergie pour faire face au virus. Les résultats de notre étude devraient permettre de mieux comprendre l'interaction DENV-vecteur Aedes au niveau cellulaire dans le but de concevoir des stratégies efficaces pour le contrôle du DENV. Nous avons également regroupé dans une revue les connaissances acquises sur les études protéomiques des principaux compartiments des arthropodes vecteurs de maladies humaines. Dans un second volet, nous avons mis en évidence une méthode rapide d'isolement et de concentration des DENV et du chikungunya. Cette technique d'isolement basée sur la capture de virus sur des billes magnétiques enrobées de polymères anioniques permet d'obtenir des particules virales infectieuses. Cette méthode combinée à des approches classiques de détection de virus pourrait non seulement permettre l'identification des échantillons infectés ayant une faible charge virale, mais aussi l'isolement simultanée de particules infectieuses de dengue et de chikungunya à partir d'un seul échantillon. / Dengue (DENV) and Chikungunya (CHIKV) viruses are two emerging arboviruses that are transmitted to humans by the bite of Aedes sp. mosquito vectors. Neither vaccines, nor medical treatments, are commercially available for these infections. It is, therefore, necessary to elaborate novel strategies to isolate the circulating viruses and block their transmission.Our understanding of the molecular mechanisms involved, during the infection of the Aedes vector by dengue virus (DENV), especially serotypes 1 and 3, remains very scant. We, therefore, performed a proteomics analysis of an Aedes albopictus cell line, infected by these two DENV serotypes, and showed that the cells use both anti-oxidant and energy-production mechanisms in the fight against the virus. These results should help to improve our knowledge of the interaction of the DENV virus and the Aedes mosquito vector, at the cellular level, with the aim of designing efficient strategies for the control of this virus. We have, in addition, developed a rapid and sensitive isolation technique, based on viral particle adsorption to magnetic beads coated with an anionic polymer. The use of this technique is of great interest, as it permits the rapid and simultaneous detection and isolation of CHIKV and DENV from samples with reduced viral loads.

Nous présentons deux dispositifs microfluidiques, aussi appelés Laboratoires-sur-Puces, fondés sur deux technologies : la microfluidique et les billes magnétiques. Un premier laboratoire-sur-puce est dédié à la recherche de cellules tumorales circulantes. Les billes magnétiques sont auto-organisées sur un dépôt magnétique de ferrofluide obtenu par tamponnage moléculaire et les cellules sont séparées sur la base de protéines de membranes à leur surface. Les expériences menées établissent les performances de rendement et de pureté de la séparation cellulaire. On démontre que les cellules capturées peuvent être remises en culture. Comme validation clinique, ce système a été utilisé pour le typage de cellules tumorales circulantes lymphoïdes issues de leucémies et de lymphomes à l'aide de microscopie confocale à haute résolution. Un deuxième laboratoire-sur-puce a été utilisé pour la recherche de bactéries infectieuses. Un module de concentration d'ADN a été mis en place à l'aide de billes magnétiques organisées en réseau très dense de billes. L'ADN est retenu par sa charge sur les billes à faible pH et élué par augmentation de pH. La preuve de concept du système est apportée.

Notre génome, véritable mode d'emploi de chaque cellule et organisme, est constamment menacé par de multiples agents endogènes ou exogènes qui endommagent la biomolécule d'ADN. Ces lésions résultantes, de nature diverse, sont notamment impliquées dans les processus de vieillissement cellulaire, de cancérogénèse et de mort cellulaire. Afin de contrer ces effets néfastes, les organismes ont développé différents systèmes de réparation de l'ADN capables de prendre en charge spécifiquement chaque type de dommages. Parmi ces voies métaboliques, la réparation par excision de base (BER) répare chaque jour des dizaines de milliers de dommages, incluant les bases alkylées, oxydées ou désaminées, les sites abasiques ou encore certaines cassures de brin. Dans le présent travail, nous exposons la mise au point d'un nouveau biocapteur pour la détection des activités enzymatiques du BER. L'outil se caractérise par un set de sondes nucléiques autocomplémentaires, fluorescentes ou pro-fluorescentes, immobilisées sur microbilles paramagnétiques. Chaque sonde est modifiée par l'introduction sélective d'une lésion, substrat d'une activité enzymatique ciblée (ADN N-glycosylase, AP-endonucléase). L'activité d'excision/incision de la lésion, conduit à la coupure de la sonde et à la déshybridation de la structure. L'analyse et la quantification du clivage spécifique est réalisée en fluorescence, soit à partir du surnageant par spectrofluorimétrie, soit des billes par cytométrie en flux. Ce dispositif permet la détection multiplexée des activités enzymatiques de protéines purifiées ou au sein d'extraits nucléaires. Egalement, des applications dans le criblage d'inhibiteurs de la réparation de l'ADN sont envisageables dans le cadre de recherches pré-cliniques. L'adaptation de ces tests in vitro à la détection de la réparation de l'ADN in cellulo a fait l'objet de développements préliminaires. / Our genome, which may be considered as the program of each cell and organism, is constantly threatened by multiple endogenous and exogenous agents that damage the DNA biomolecule. These lesions, that show a wide array of structures, are particularly involved in cell aging, carcinogenesis and cell death. To thwart these negative effects, organisms have developed various DNA repair pathways that take in charge the alterations in a specific manner. Among them, the base excision repair (BER) removes every day dozens of thousands of damages, including alkylated, oxidized or deaminated bases, abasic sites or single strand breaks. In this study, we present the development of a new biosensor for the detection of BER enzymatic activities. The tool is characterized by a set of (pro)fluorescent hairpin-shaped DNA probes, immobilized on paramagnetic beads. Each probe is modified by the selective insertion of a lesion, substrate for the targeted repair enzyme (DNA glycosylase, AP-endonuclease). The excision/incision activity of the lesion leads to the cleavage of the probe together with the dehybridization of the structure. The analysis and quantification of the repair process is carried out by direct fluorescence measurements from the supernatant, or by analysis of the functionalized beads by flow cytometry. This device allows the multiplexed enzymatic activities detection of purified proteins or within nuclear extracts. Applications to the screening of DNA repair inhibitors have been successfully initiated. Finally, the adaptation of these in vitro tests to in cellulo detection of DNA repair activities was investigated in preliminary studies.

Notre génome, véritable mode d'emploi de chaque cellule et organisme, est constamment menacé par de multiples agents endogènes ou exogènes qui endommagent la biomolécule d'ADN. Ces lésions résultantes, de nature diverse, sont notamment impliquées dans les processus de vieillissement cellulaire, de cancérogénèse et de mort cellulaire. Afin de contrer ces effets néfastes, les organismes ont développé différents systèmes de réparation de l'ADN capables de prendre en charge spécifiquement chaque type de dommages. Parmi ces voies métaboliques, la réparation par excision de base (BER) répare chaque jour des dizaines de milliers de dommages, incluant les bases alkylées, oxydées ou désaminées, les sites abasiques ou encore certaines cassures de brin. Dans le présent travail, nous exposons la mise au point d'un nouveau biocapteur pour la détection des activités enzymatiques du BER. L'outil se caractérise par un set de sondes nucléiques autocomplémentaires, fluorescentes ou pro-fluorescentes, immobilisées sur microbilles paramagnétiques. Chaque sonde est modifiée par l'introduction sélective d'une lésion, substrat d'une activité enzymatique ciblée (ADN N-glycosylase, AP-endonucléase). L'activité d'excision/incision de la lésion, conduit à la coupure de la sonde et à la déshybridation de la structure. L'analyse et la quantification du clivage spécifique est réalisée en fluorescence, soit à partir du surnageant par spectrofluorimétrie, soit des billes par cytométrie en flux. Ce dispositif permet la détection multiplexée des activités enzymatiques de protéines purifiées ou au sein d'extraits nucléaires. Egalement, des applications dans le criblage d'inhibiteurs de la réparation de l'ADN sont envisageables dans le cadre de recherches pré-cliniques. L'adaptation de ces tests in vitro à la détection de la réparation de l'ADN in cellulo a fait l'objet de développements préliminaires.