De nombreuses études ont montré l'intérêt thérapeutique de molécules dérivant des microARN (inhibiteurs ou analogues) en cancérologie. Cependant avant d'espérer en faire de futurs médicaments, il est indispensable d'élaborer des systèmes permettant leur délivrance préférentielle dans les cellules cancéreuses. Dans ce travail, nous avons développé deux plateformes innovantes basées sur les microARN : la première utilise les propriétés optiques des quantum dots (QD) et est destinée à l'imagerie des microARN ; la seconde repose sur la sérum albumine humaine (SAH) et a une finalité de délivrance ciblée de microARN. La mise en place de ces plateformes a nécessité la synthèse d'une petite chimiothèque de bioconjugués lipidiques dérivés des microARN (inhibiteurs ou analogues), le but étant d'exploiter l'effet hydrophobe pour les fixer à la surface des QD (ancrage hydrophobe dans la paroi lipidique des QD) et de la SAH (interaction avec les sites de liaison aux acides gras). Dans les deux cas, différentes études incluant des caractérisations physico-chimiques (MET, DLS), des expériences in vitro (SPR) et in cellulo (microscopie de fluorescence, criblage fonctionnel, RTqPCR) ont montré la potentialité de ces nouvelles plateformes. / Exploitation of gene-silencing is a very promising strategy in human therapeutics. Several engineered small non coding RNAs (inhibitors or mimics) are already in preclinical and clinical trials. However a key impediment to the wider success of these approaches remains the specific delivery of RNA-derived molecules into cancerous cells. This work aimed at developing two innovative microRNA-based plateforms : the first one relying on quantum dots (QD) is dedicated to microRNA imaging and the second one based on human serum albumin (HSA) represents a new targeted delivery system. The implementation of both plateforms required the synthesis of a small library of microRNA derived lipidic bioconjugates (inhibitors or mimics), the aim being to exploit the hydrophobic effect for their loading on QD (hydrophobic anchoring in the hydrophobic QD surface) and on HSA (interaction with fatty acid binding sites). In both cases, different studies including physico-chemical caracterizations (TEM, DLS), in vitro (SPR) and in cellulo experiments (fluorescence microscopy, functional screening, RTqPCR) demonstrated the great promises held by these new plateforms.

De récentes études ont montré que l'activité spontanée du cerveau observée au repos permet d'étudier l'organisation fonctionnelle cérébrale en complément de l'information fournie par les protocoles de tâches. A partir de ces signaux, nous allons extraire un atlas fonctionnel du cerveau modélisant la variabilité inter-sujet. La nouveauté de notre approche réside dans l'intégration d'a-prioris neuroscientifiques et de la variabilité inter-sujet directement dans un modèles probabiliste de l'activité de repos. Ces modèles seront appliqués sur de larges jeux de données. Cette variabilité, ignorée jusqu'à présent, cont nous permettre d'extraire des atlas flous, donc limités en terme de résolution. Des challenges à la fois numériques et algorithmiques sont à relever de par la taille des jeux de données étudiés et la complexité de la modélisation considérée. / Recent studies have shown that resting-state spontaneous brain activity unveils intrinsic cerebral functioning and complete information brought by prototype task study. From these signals, we will set up a functional atlas of the brain, along with an across-subject variability model. The novelty of our approach lies in the integration of neuroscientific priors and inter-individual variability in a probabilistic description of the rest activity. These models will be applied to large datasets. This variability, ignored until now, may lead to learning of fuzzy atlases, thus limited in term of resolution. This program yields both numerical and algorithmic challenges because of the data volume but also because of the complexity of modelisation.

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

Ce travail de recherche translationnelle a pour objectif de corréler les données de l'imagerie anatomique et fonctionnelle, aux facteurs pronostiques cliniques, biologiques, histologiques, moléculaires du cancer de prostate. Nos travaux ont permis de montrer que l'IRM prostatique permettait de détecter et de stratifier le risque de cancer de prostate dit "significatif", que l'IRM couplée aux biopsies prostatiques ciblées permettait d'identifier plus de cancers de prostate significatifs que les biopsies dites "systématiques", que l'IRM donnait des informations sur l'agressivité du cancer de prostate définie in situ par les marqueurs histologiques et moléculaires, que cette information était plus juste que celle obtenue par la stratégie diagnostique actuelle du dosage de PSA et des biopsies prostatiques qui sous estiment l'agressivité tumorale, qu'il existait cependant des formes de cancer dont l'agressivité ne pouvait être déterminée ni par l'imagerie, ni par l'analyse histologique standard mais seule par une analyse moléculaire. / This study represents a translational research with the objective to identify prognostic biomarkers in prostate cancer (PCa) by means of a radio-genomics strategy that integrates gene expression, biology, histology, and medical images. Our results show that; multiparametric MR imaging of the prostate provide clinically relevant stratification of the risk of showing prostate cancer ; that MRI/TRUS-fusion imaging protocol with limited targeted biopsies detected more men with clinically significant PCa, that we were able to confirm that functional MRI (diffusion) and morphologic MRI (Tmax) were well correlated with tumor aggressiveness as defined by Gleason score and genomic score, that the ADC values of suspicious areas on prostate MR imaging are strongly correlated with post-surgical Gleason score, that ADC values performed significantly better than TRUS biopsy Gleason scores for the prediction of prostate cancer aggressiveness as defined by prostatectomy Gleason score or by Ki-67 proliferation index.

La pathologie athéromateuse avec ses complications cardio-vasculaires reste aujourd’hui une des principales causes de mortalité dans les pays développés. Dans ce contexte, l’élaboration de nouveaux bio-marqueurs de la maladie athéromateuse occupe une place importante. Les objectifs de ces bio-marqueurs sont : de définir les populations les plus à risque de développer une complication cardio-vasculaire, de stratifier les groupes de patients de manière à optimiser leur prise en charge clinique et thérapeutique , de dévoiler de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement de la pathologie. Dans ce contexte, nous avons ciblé trois bio-marqueurs d’intérêt à savoir la longueur des télomères leucocytaires (LTL) et le niveau d’expression leucocytaire des gènes c-Fos (impliqué dans les processus inflammatoires et oxydatifs) et OGG1 (nécessaire à la réparation des lésions oxydatives de l’ADN). Nous avons donc dans une première partie de ce travail voulu vérifier l’hypothèse selon laquelle la LTL pouvait être préservée par la prise régulière de statine, une thérapeutique ayant déjà démontré ses bienfaits en terme de prévention primaire et secondaire des maladies cardio-vasculaires. De plus, nous nous sommes intéressés aux possibles relations entre les niveaux d’expression des gènes c-Fos et OGG1 et la LTL. Nous nous sommes placés dans un contexte de patients à haut risque cardiovasculaire que représentent les patients en phase aigue de l’infarctus du myocarde (IDM). Ce travail a permis de montrer que la prise régulière de statine pouvait préserver la longueur des télomères leucocytaires et ce particulièrement chez les sujets les plus jeunes (moins de 64 ans), suggérant un nouvel effet « pléïotrope » des statines. Ce travail a également permis d’identifier les gènes c-Fos et OGG1 comme étant des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères. La seconde partie de notre travail a porté sur une étude plus approfondie du niveau de transcription du gène c-Fos en relation avec l’un des principaux facteurs de risque de la maladie athéromateuse que représente le statut tabagique chez des patients présentant une maladie coronaire. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois une relation entre le niveau d’expression de c-Fos et le statut tabagique des sujets, suggérant que l’une des voies possibles de toxicité du tabac pourrait faire intervenir les voies de signalisations impliquant c-Fos. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence trois bio-marqueurs intéressants dans le domaine de la pathologie athéromateuse : 1- La longueur des télomères leucocytaires qui peut être une des voies d’action bénéfique des statines en prévention précoce des maladies cardio-vasculaires, 2- Le niveau d’expression du gène OGG1 comme étant un des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères, 3- Le niveau d’expression du gène c-Fos comme marqueur cumulatif d’exposition tabagique et potentiel acteur des effets délétères du tabac. Restent à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu et ainsi développer des stratégies thérapeutiques adéquates afin d’optimiser la prise en charge des patients souffrant de pathologies athéromateuses. / Atherosclerosis with cardiovascular complications remains today one of the leading causes of death in developed countries. In this context, development of new biomarkers of atherosclerosis has an important place. Objectives of these biomarkers are: • to identify populations most at risk of developing cardiovascular complications, • to stratify patient groups to optimize their clinical management and therapeutic, • to reveal new therapeutic targets in the treatment of the disease. In this context, we identified three biomarkers of interest, leukocyte telomere length (LTL) and level of expression of leukocyte genes c-Fos (involved in inflammatory processes and oxidative) and OGG1 (necessary repair of oxidative DNA damage). We therefore first part of this study wanted to test the hypothesis that LTL may be maintained by regular use of statin therapy which has already demonstrated its benefits in terms of primary and secondary prevention of cardiovascular disease. In addition, we examined the possible relationship between gene expression levels of c-Fos and OGG1 and LTL. We placed in the context of patients at high cardiovascular risk posed by patients in acute phase of myocardial infarction (MI). This work has shown that regular use of statins could preserve leukocyte telomere length and particularly among the younger subjects (under 64), suggesting a new effect "pleiotropic" statin. This work has also identified the genes c-Fos and OGG1 as potential actors for the maintenance of telomere integrity. The second part of our work focused on further study of the level of transcription of c-Fos in connection with one of the main risk factors for atherosclerosis posed by smoking status in patients with coronary artery disease. This work has to show for the first time a relationship between the expression level of c-Fos and smoking status of subjects, suggesting that one possible way of tobacco toxicity may involve the signaling pathways involving c-Fos. Thus, this thesis has highlighted three biomarkers of interest in the area of atherosclerotic disease: 1. Leukocyte telomere length may be one way of beneficial action of statins in early prevention of cardiovascular disease, 2. The level of OGG1 gene expression as a potential actor for maintained the integrity of telomeres, 3. The level of expression of the gene c-Fos as a marker of cumulative smoking exposure and potential actor of deleterious effects of tobacco. Remains to clarify the cellular and molecular mechanisms brought into play and thus develop appropriate therapeutic strategies to optimize the management of patients with atherosclerotic disease.

L'étude proposée est une étude préliminaire en vue d'utiliser des microrésonateurs en silicium fonctionnalisé en vue de la détection électromécanique d'espèces biologiques présentes à l'état de trace. Deux aspects ont été principalement étudiés : la capture ultra-sensible mais aussi la capture ultra-spécifique d'espèces biologiques comme des marqueurs pour la maladie d'Alzheimer. Elle a été effectuée dans le cadre d'une collaboration entre le département MINASYS (Micro et Nano-Système) de l'Institut d'Electronique Fondamental (IEF) et le Laboratoire Protéines et Nanotechnologies en Sciences Séparatives de la Faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry.Il s'est ainsi s'agit de développer un micro-résonateur en silicium intégrant des canaux enterrés permettant la circulation d'un fluide biologique à l'intérieur de la poutre et non à l'extérieur comme ils le sont plus couramment, et ce, dans le but de limiter au maximum l'amortissement du résonateur. En ce qui concerne les aspects en biologie, nous nous sommes plus particulièrement interessé à la détection d'un bio-marqueur de la maladie d'Alzheimer, le peptide amyloïde Aβ1-42. Jusqu'à présent, le dépistage de la maladie nécessite une concentration suffisamment importante de bio-marqueurs et le recours à une ponction du liquide céphalorachidien après l'apparition des symptômes de la maladie est donc nécessaire. Le microsystème présenté ici permettra de nous approcher d'un système capable de détecter des traces de biomarqueurs présentes dans le sang ou l'urine par exemple. Ainsi, dans un premier temps, nous avons mis au point un mode de détection précoce du peptide Aβ1-42 couplant un canal micro-fluidique et la microscopie à fluorescence. La surface des canaux en silicium doit être fonctionnalisée afin de permettre le greffage spécifique des antigènes. Pour cela, nous avons mis au point une technique s'appuyant sur la reconnaissance spécifique anticorps-antigène, celle-ci nécessitant une étape préalable de fonctionnalisation chimique de surface.Le manuscrit présenté ici s'articule en quatre parties principales. Dans un premier temps, une étude bibliographique permet de faire l'état de l'art sur le principe de fonctionnement de différents types bio-capteurs couramment utilisés et leurs performances. Une seconde partie décrit la fonctionnalisation de surface du silicium et plus spécifiquement de la réaction de silanisation en phase liquide réalisée sur des surfaces planes et dans des canaux fluidique. Nous abordons ensuite le domaine de la reconnaissance spécifique d'entités biologiques et détaillons les étapes de greffage des protéines réalisées sur les surfaces ainsi que la conception d'immuno-sandwich entreprise dans des canaux fluidiques. Enfin la dernière partie du manuscrit rassemble des différents résultats préliminaires obtenus en vue de l'élaboration du micro-capteur de type poutre résonante à canaux enterrés.

Le paludisme constitue un problème majeur de santé publique en zone tropicale et subtropicale. La morbidité ainsi que la mortalité sont principalement dues au parasite Plasmodium falciparum transmis à l'homme par la piqûre de moustiques femelles du genre Anopheles. Dans le but d'orienter au mieux les stratégies d'élimination du paludisme et d'une meilleure évaluation de l'efficacité des méthodes de lutte, les indicateurs mesurant le risque de transmission doivent être plus sensibles. Il a été montré que la réponse anticorps humaine contre des protéines/peptides salivaires d'Anopheles représente un bio-marqueur d'exposition aux piqûres de moustiques et pouvait être un indicateur de la transmission du paludisme. Toutefois cet outil doit être optimisé. Ce travail a ainsi un double objectif : i) valider la protéine salivaire CE5 comme bio-marqueur d'exposition aux piqûres d'Anopheles et comme indicateur évaluant l'efficacité de stratégie de lutte anti-vectorielle, et 2) identifier de nouvelles protéines salivaires comme candidat bio-marqueur spécifique à l'exposition de l'homme aux seules piqûres infectantes d'Anopheles. Tout d'abord, nous avons démontré que la réponse anticorps IgG contre la protéine CE5 pourrait être un indicateur du contact homme-vecteur, complémentaire et très sensible, en mesurant l'exposition de l'homme aux piqûres d'Anopheles et un outil évaluant l'efficacité, à court terme, des moustiquaires imprégnées d'insecticide. Par la suite, les méthodes de protéomique 2D-DIGE et de spectrométrie de masse ont permis d'identifier cinq protéines salivaires (gSG6 , gSG1b , TRIO , SG5 et la forme longue D7) qui sont surexprimées dans les glandes salivaires d'An. gambiae infectées par P. falciparum. Des peptides de chaque protéine, définis in silico, apparaissent antigéniques chez des individus exposés aux piqûres d'Anopheles, après évaluation par la technique d'épitope mapping. L'ensemble de ces travaux est non seulement une première étape pour optimiser cet outil immuno-épidémiologique évaluant le contact homme-vecteur mais démontre également la possibilité de définir un nouveau bio-marqueur qui serait spécifique des piqûres infectantes d'Anopheles. / Malaria is a major public health problem in tropical and subtropical areas. Morbidity and mortality are mainly due to Plasmodium falciparum transmitted to human individuals by the bite of female Anopheles mosquitoes. In order to orientate appropriate strategies for malaria elimination and for a better evaluation of the efficacy of control methods, the indicators measuring the risk of transmission should be more sensitive. It has been shown that the human antibody response against Anopheles salivary proteins/peptides represents a biomarker of exposure to mosquito bites and could be an indicator of malaria transmission. However, this tool must be optimized. This work has thus two objectives: i) to validate the salivary protein cE5 as biomarker of exposure to Anopheles bites and as an indicator for evaluating the efficacy of vector control strategy, and 2) to identify new salivary proteins as a candidate biomarker only specific to human exposure to infective bites of Anopheles.First, we demonstrated that the IgG antibody response to cE5 protein could be an indicator of human-vector contact, complementary and very sensitive, measuring the human exposure to Anopheles bites and a tool evaluating the short-term efficacy of insecticide treated nets. Subsequently, the proteomic methods, 2D - DIGE and mass spectrometry, allowed to identify five salivary proteins (gSG6, gSG1b, TRIO, SG5 and the long form D7) which are overexpressed in the salivary glands of An . gambiae infected by wild P. falciparum. Peptides for each protein, identified in silico, appear antigenic in individuals exposed to Anopheles bites, after the evaluation by the epitope mapping technique.Altogether, this work is not only the first step to optimize this immuno-epidemiological tool assessing the human-vector contact, but also demonstrates the possibility to define a new biomarker specific to the infective bites of Anopheles.

Introduction : Issus des données animales, les modèles neurotrophiniques du mécanisme d’action des médicaments antidépresseurs pourraient permettre d’identifier chez l’Homme des biomarqueurs prédictifs de la réponse et de la rémission sous antidépresseurs. Nous évaluons l’intérêt clinique, chez les patients souffrant de trouble dépressif caractérisé unipolaire, de 11 biomarqueurs : polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) du Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) et de son récepteur, le Récepteur Tyrosine-Kinase B (TRKB), taux plasmatiques de BDNF et volume hippocampique sur la réponse/rémission sous antidépresseurs. Méthode : Les données originales de ce travail sont issues de la cohorte METADAP. Il s’agit d’une cohorte, prospective, multicentrique incluant 624 patients présentant un épisode dépressif caractérisé dans le cadre d’un trouble dépressif caractérisé unipolaire et nécessitant l’introduction d’un traitement antidépresseur. Le traitement antidépresseur est prescrit de façon naturaliste (tous antidépresseurs commercialisés en France). Les patients sont évalués 1, 3 et 6 mois après l’introduction du traitement antidépresseur. Les biomarqueurs étudiés sont les polymorphismes Val66Met du BDNF et 8 SNP du TRKB et les dosages de BDNF plasmatiques. Une étude ancillaire est menée à partir de 63 patients ayant bénéficié d’Imagerie par Résonnance Magnétique cérébrale réalisée en pratique courante à l’inclusion de cette cohorte afin d’évaluer les volumes hippocampiques. Résultats : 1) Une revue de la littérature met en évidence une association entre la réponse aux antidépresseurs et 12 SNP du BDNF/TRKB sur 242 étudiés, ainsi qu’une association entre allèle Met du polymorphisme Val66Met du BDNF et meilleure réponse sous antidépresseurs chez les patients asiatiques. 2) Nos données ne mettent pas en évidence d’impact de 8 SNP du TRKB sur la réponse/rémission après traitement antidépresseur, mais un effet différentiel du Val66Met du BDNF selon la classe de traitement antidépresseur. 3) L’étude des dosages de BDNF plasmatiques n’est pas concluante. 4) Concernant les volumes hippocampiques, notre méta-analyse montre que des volumes hippocampiques moindres prédisent une moindre réponse/rémission après traitement antidépresseur. 5) Concernant les liens entre les biomarqueurs étudiés, nous ne mettons pas en évidence d’association. Conclusion : Sur les 11 biomarqueurs étudiés, seuls 2 pourraient présenter une utilité en pratique clinique. Si nos travaux étaient répliqués, le polymorphisme Val66Met du BDNF et le volume hippocampique pourraient conduire à orienter le choix des antidépresseurs dans le traitement des épisodes dépressifs caractérisés. Malgré une littérature cohérente chez l’Animal, nous n’avons pas mis en évidence, dans l’échantillon étudié, de lien entre les biomarqueurs génétiques étudiés et les volumes hippocampiques. Nous poursuivons ce travail d’évaluation des biomarqueurs neurotrophiniques et neurogéniques avec des méthodes d’évaluations nouvelles : séquençage nouvelle génération pour la génétique et imagerie multimodale (acquisition répétée d’IRM structurelle, fonctionnelle et de diffusion) de l’hippocampe. Nous évaluerons également de nouveaux biomarqueurs. / Introduction: developed with Animal preclinical approachs, neurtrophinic and neurogenic models of antidepressant mechanism of action lead to identify biomarkers in Human which could be predict antidepressant response and remission in depressed patients. We assess the clinical benefit of 11 biomarkers in depressed patients: Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) and its receptor Tyrosine Receptor -Kinase B (TRKB), Plasma BDNF and Hippocampal volumes to predict antidepressant response/remission. Methods: The original research data of this work are from METADAP cohort. It is a prospective, multicentric cohort including 624 patients with a diagnosis of major depressive disorder and a current major depressive episode at the start of the index antidepressant treatment. Antidepressant treatment is prescribed in naturalistic conditions (all commercialized antidepressant in France). Patient are assessed 1, 3 and 6 months after the start of antidepressant treatment. Studied biomarkers are BDNF Val66Met polymorphism, 8 TRKB SNP and plasma BDNF. Ancillary study are done with 63 patients which benefit in clinical practice of Magnetic Resonnance (MRI) at the inclusion of the cohort. Results: 1) A review of literature reports associations between antidepressant efficacy and 12 BDNF/TRKB SNP on 242 studied SNP and an association with Met allele of Val66Met BDNF polymorphism and a best antidepressant efficacy in Asian patients. 2) Our original data show no impact of 8 TRKB SNP on antidepressant response remission but a differential effect of Val66Met BDNF polymorphism depending on antidepressant treatment class. 3) Plasma BDNF study is not conclusive. 4) Concerning hippocampal volumes, our meta-analysis show that smaller hippocampal volumes predict lower response/remission rate after antidepressant treatment. 5) No association is found between studied biomarkers. Conclusion: 2 of the 11 studied biomarkers could be useful in clinical practice. After replication of our results, Val66Met polymorphism could lead to personalized antidepressant prescription in major depressive disorder. Although the animal prelinical littérature appar strong, we dont report association between genetic biomarker and hippocampal volume in ours ample. We will assess neurotrophinic and neurogenic biomarkers with new methods: next generation sequencing for genetic, multimodal imaging (repeated structural, functional and diffusion MRI) of hippocampus. We also will assess new biomarkers.

L’étude proposée est une étude préliminaire en vue d’utiliser des microrésonateurs en silicium fonctionnalisé en vue de la détection électromécanique d’espèces biologiques présentes à l’état de trace. Deux aspects ont été principalement étudiés : la capture ultra-sensible mais aussi la capture ultra-spécifique d’espèces biologiques comme des marqueurs pour la maladie d’Alzheimer. Elle a été effectuée dans le cadre d’une collaboration entre le département MINASYS (Micro et Nano-Système) de l’Institut d’Electronique Fondamental (IEF) et le Laboratoire Protéines et Nanotechnologies en Sciences Séparatives de la Faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry.Il s’est ainsi s’agit de développer un micro-résonateur en silicium intégrant des canaux enterrés permettant la circulation d’un fluide biologique à l’intérieur de la poutre et non à l’extérieur comme ils le sont plus couramment, et ce, dans le but de limiter au maximum l’amortissement du résonateur. En ce qui concerne les aspects en biologie, nous nous sommes plus particulièrement interessé à la détection d’un bio-marqueur de la maladie d’Alzheimer, le peptide amyloïde Aβ1-42. Jusqu’à présent, le dépistage de la maladie nécessite une concentration suffisamment importante de bio-marqueurs et le recours à une ponction du liquide céphalorachidien après l’apparition des symptômes de la maladie est donc nécessaire. Le microsystème présenté ici permettra de nous approcher d’un système capable de détecter des traces de biomarqueurs présentes dans le sang ou l’urine par exemple. Ainsi, dans un premier temps, nous avons mis au point un mode de détection précoce du peptide Aβ1-42 couplant un canal micro-fluidique et la microscopie à fluorescence. La surface des canaux en silicium doit être fonctionnalisée afin de permettre le greffage spécifique des antigènes. Pour cela, nous avons mis au point une technique s’appuyant sur la reconnaissance spécifique anticorps-antigène, celle-ci nécessitant une étape préalable de fonctionnalisation chimique de surface.Le manuscrit présenté ici s’articule en quatre parties principales. Dans un premier temps, une étude bibliographique permet de faire l’état de l’art sur le principe de fonctionnement de différents types bio-capteurs couramment utilisés et leurs performances. Une seconde partie décrit la fonctionnalisation de surface du silicium et plus spécifiquement de la réaction de silanisation en phase liquide réalisée sur des surfaces planes et dans des canaux fluidique. Nous abordons ensuite le domaine de la reconnaissance spécifique d’entités biologiques et détaillons les étapes de greffage des protéines réalisées sur les surfaces ainsi que la conception d’immuno-sandwich entreprise dans des canaux fluidiques. Enfin la dernière partie du manuscrit rassemble des différents résultats préliminaires obtenus en vue de l’élaboration du micro-capteur de type poutre résonante à canaux enterrés. / This study is a preliminary study to use a fonctionnalized microsensor based on electromechanical detection of biological species present at trace levels. Two aspects were involved in this work: capture high-sensitivity but also the capture of ultra-specific biological species as markers for Alzheimer's disease. It was conducted as part of collaboration between the department MINASYS (Micro and Nanobio and Microsystems) of the Institute of Fundamental Electronics (IEF) and the Laboratory Proteins and Nanotechnologies in Separative Sciences, at the Faculty of Pharmacy of Chatenay-Malabry.The sensor includes a micro-resonator, placed in vaccum, incorporating silicon buried channels for the circulation of a biological fluid and not outside as they are more commonly, and in order to minimize the damping of the resonator. As regards the biological aspects, we primily focus on the detection of a biomarker of Alzheimer's disease, amyloidal peptide Aβ1-42. Until now, screening requires the use of a puncture and cerebrospinal fluid after onset of symptoms, therefore a sufficiently high concentration of biomarkers is required. Initially, we developed a method of early detection of Aβ1-42 peptide coupling a microfluidic system and fluorescence microscopy. Therefore, the micro-resonator that are present here allow to detect these biomarkers that are present at very low concentrations in other biological fluids in the first stage of the disease, for example, in the blood or urine. Thus, in a first step, we have developed a method of early detection of Aβ1-42 peptide coupling channel microfluidic and fluorescence microscopy. The surface of the channels in silicon must be functionalized to allow the grafting of specific antigens. For this, we developed a technique based on the specific antibody-antigen recognition, the latter requires a preliminary step of chemical functionalization of surfaces.This manuscript consists of four main parts. Initially, we present a literature review of the state of the art on the principle of operation of various types commonly used bio-sensors and the performance obtained. A second chapter describes the functionalization of silicon area and more specifically of the silanization reaction in liquid phase performed on flat surfaces and in fluidic channels. In the following chapter, we discuss the field of specific recognition of biological entities and detail the steps of grafting performed on protein surfaces and design immunoassay sandwich in fluidic channels. The last chapter of the manuscript brings together various preliminary results for the development of micro-sensor type resonant beam.

La pathologie athéromateuse avec ses complications cardio-vasculaires reste aujourd'hui une des principales causes de mortalité dans les pays développés. Dans ce contexte, l'élaboration de nouveaux bio-marqueurs de la maladie athéromateuse occupe une place importante. Les objectifs de ces bio-marqueurs sont : de définir les populations les plus à risque de développer une complication cardio-vasculaire, de stratifier les groupes de patients de manière à optimiser leur prise en charge clinique et thérapeutique , de dévoiler de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement de la pathologie. Dans ce contexte, nous avons ciblé trois bio-marqueurs d'intérêt à savoir la longueur des télomères leucocytaires (LTL) et le niveau d'expression leucocytaire des gènes c-Fos (impliqué dans les processus inflammatoires et oxydatifs) et OGG1 (nécessaire à la réparation des lésions oxydatives de l'ADN). Nous avons donc dans une première partie de ce travail voulu vérifier l'hypothèse selon laquelle la LTL pouvait être préservée par la prise régulière de statine, une thérapeutique ayant déjà démontré ses bienfaits en terme de prévention primaire et secondaire des maladies cardio-vasculaires. De plus, nous nous sommes intéressés aux possibles relations entre les niveaux d'expression des gènes c-Fos et OGG1 et la LTL. Nous nous sommes placés dans un contexte de patients à haut risque cardiovasculaire que représentent les patients en phase aigue de l'infarctus du myocarde (IDM). Ce travail a permis de montrer que la prise régulière de statine pouvait préserver la longueur des télomères leucocytaires et ce particulièrement chez les sujets les plus jeunes (moins de 64 ans), suggérant un nouvel effet " pléïotrope " des statines. Ce travail a également permis d'identifier les gènes c-Fos et OGG1 comme étant des acteurs potentiels du maintien de l'intégrité des télomères. La seconde partie de notre travail a porté sur une étude plus approfondie du niveau de transcription du gène c-Fos en relation avec l'un des principaux facteurs de risque de la maladie athéromateuse que représente le statut tabagique chez des patients présentant une maladie coronaire. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois une relation entre le niveau d'expression de c-Fos et le statut tabagique des sujets, suggérant que l'une des voies possibles de toxicité du tabac pourrait faire intervenir les voies de signalisations impliquant c-Fos. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence trois bio-marqueurs intéressants dans le domaine de la pathologie athéromateuse : 1- La longueur des télomères leucocytaires qui peut être une des voies d'action bénéfique des statines en prévention précoce des maladies cardio-vasculaires, 2- Le niveau d'expression du gène OGG1 comme étant un des acteurs potentiels du maintien de l'intégrité des télomères, 3- Le niveau d'expression du gène c-Fos comme marqueur cumulatif d'exposition tabagique et potentiel acteur des effets délétères du tabac. Restent à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu et ainsi développer des stratégies thérapeutiques adéquates afin d'optimiser la prise en charge des patients souffrant de pathologies athéromateuses.