Les cellules souches humaines induites à la pluripotence (hiPSCs) ont été conçues pour la première fois en 2007 par l’équipe du Docteur Yamanaka, au Japon. Ce sont des cellules somatiques reprogrammées par un virus permettant, par exemple, la différenciation neuronale à des fins d'étude de maladies neuro-développementales telle que la Schizophrénie. Le prélèvement des cellules somatiques se fait aujourd'hui majoritairement par des méthodes assez invasives, notamment les biopsies de peau ou prélèvements sanguins. Ceci peut représenter un frein à leur utilisation notamment chez les enfants et surtout les enfants malades. La différenciation neuronale privilégiée est la voie dopaminergique (DA) car c'est ce type cellulaire qui est principalement atteint chez les schizophrènes. C'est pourquoi on priorise pour ce projet l'utilisation de cellules contenues dans l'urine, qui seront reprogrammées via un virus non-intégratif, le virus de Sendaï (SeV). La différenciation neuronale nous permettra d'obtenir des neurones DA fonctionnels, caractérisés par électrophysiologie. Les expériences ont montré une très grande efficacité de reprogrammation cellulaire au niveau des cellules d'urine, ainsi qu'un grand potentiel de différenciation neuronale, malgré quelques différences observées entre les lignées saines et schizophréniques. Grâce à ce projet, la réalisation d'un modèle cellulaire pour la Schizophrénie a pu être établie. Les différences notées entre les lignées pendant la différenciation ouvrent une nouvelle voie pour approfondir l'étude de la maladie au niveau cellulaire et moléculaire. / Human Induced Pluripotent Stem Cells (hiPSCs) were conceived for the first time in 2007 in Japan, by Doctor Yamanaka’s team. These are somatic cells reprogrammed thanks to a retrovirus allowing, for example, neuronal differentiation for the purpose of neurodevelopmental disorders studies such as Schizophrenia. Today, the removal of somatic cells is mainly made by enough invasive methods, including skin and blood biopsies. This can represent a brake in their use predominantly children, mainly sick children. The preferred neuronal differentiation is the dopaminergic (DA) way because it's the mostly cell type affected in schizophrenics. That's why we prioritize the use of urine cells for this project, reprogrammed via a non integrative virus, the Sendai virus (SeV). The neuronal differentiation enables us to get functional DA neurons characterized by electrophysiology. Experimentations show a huge efficiency of urine cells reprogramming as well as a great potential of neuronal differentiation despite some distinctions between the two lines. Thanks to this project, the achievement of a cellular model for Schizophrenia could be established. The differences noticed between the two lines during the differentiation open up a new way to make cellular and molecular studies of this disease deeper.

Chez le bovin laitier, la mammite est la maladie la plus importante pour l'économie agroalimentaire du secteur laitier et entraîne les plus grandes pertes pour le producteur. Depuis plusieurs décennies, les pressions génétiques visant l'amélioration des traits favorisant la production laitière, mesurée par l'augmentation du rendement (quantité et pourcentage) de lait, protéine et gras du lait, ont eu un effet délétère sur la santé de la vache. Prévenir cette maladie devient une priorité pour les producteurs. On vise à réduire l'usage d'antibiotiques et contenir l'émergence de pathogènes résistants. Afin de renverser la tendance actuelle, l'approche proposée est d'améliorer le système immunitaire des vaches par une sélection génétique favorable au renforcissement de celui-ci. L'objectif du projet consiste à identifier des gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée de la vache laitière et qui contribueraient à développer une offensive face aux insultes pathogéniques causant la mammite. Un modèle d'infection in vivo a été créé par l'infusion d' Escherichia coli dans des quartiers de glandes mammaires de vaches saines. Des banques de gènes transcrits ont été créées à partir de l'ARNm des cellules du lait récoltées en début d'infection (cinq heures suivant l'introduction des pathogènes). L'analyse des banques a révélé la présence d'un gène connu pour activer les lymphocytes T, 1'ostéopontine ( SPP1 ). L'induction de ce gène fut confirmée lors d'essais d'infection ex vivo avec Escherichia coli sur des cellules sanguines de vaches saines. Comme SPP1 est une cytokine produite tôt par les macrophages lors d'une infection bactérienne, elle pourrait avoir un impact important sur les défenses contre la mammite. Afin d'identifier des variants génétiques de SPP1 , la recherche de polymorphismes de nucléotides fut réalisée en comparant les séquences d'ADN génomique de deux groupes de taureaux de race Holstein présentant des valeurs d'élevage estimées (VÉE) extrêmes selon une cote attribuée aux cellules somatiques (CCS) du lait. Le séquençage de la région promotrice et des sept exons du gène a permis d'identifier quatre polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), soit SPP1c.-1301G>A, SPP1c.-1251C>T, SPP1c.-430G>A et SPP1c.*41A>C . Pour confirmer l'association de ces SNP dans la population Holstein, un plus grand nombre de taureaux furent génotypés et les haplotypes, déterminés. L'analyse statistique de l'association des VÉE pour la CCS à différentes lactations avec les quatre SNP et haplotypes présents dans la population a confirmé leur impact sur la CCS. L'étude a également porté sur les VÉE de certains autres critères de performance (e.g. pourcentages de gras et protéines du lait) qui seront aussi utiles aux producteurs laitiers afin d'évaluer l'impact de ces SNP sur la production laitière. Certains SNP et leur localisation (promoteur, région 3' UTR) potentialisent l'impact génétique sur la VÉE pour la CCS. Comme cette dernière est en lien avec la mammite, certains SNP pourraient influencer la résistance à cette maladie. Aussi, les SNP découverts dans la région promotrice de SPP1 sont localisés au site de reconnaissance de certains facteurs de transcription. Ils pourraient avoir un impact sur la liaison de ceux-ci à leur séquence consensus; ceci amènerait des effets sur la différenciation des lymphocytes T vers les voies de l'immunité cellulaire (Th1) et acquise (Th2). De cette manière, la réponse immunitaire serait modifiée et SPP1 pourrait effectivement influencer la résistance à la mammite.

La mammite est une inflammation de la glande mammaire. Cette maladie est fréquente et coûteuse chez les vaches laitières. Dans l'industrie laitière canadienne, sa forme subclinique représente plus de 50% des pertes économiques associées à la mammite. L'étude simultanée des altérations génétiques et épigénétiques permettrait de mieux comprendre les mécanismes de régulation à la mammite subclinique. Cela conduirait à une meilleure gestion de la maladie. Cette étude examine les altérations de la méthylation de l'ADN et les transcriptomes des cellules somatiques du lait de vaches en lactation provenant de cinq fermes commerciales présentant une mammite subclinique d'apparition naturelle (comprenant respectivement seize, quatre et trois vaches positives uniquement pour *Staphylococcus aureus* (SA), *Staphylococcus chromogenes* (SC) et *Streptococcus uberis* (SU)), ainsi que dix vaches témoins en bonne santé (HC). Les profils de méthylation de l'ADN et de transcriptome du génome entier ont été établis à l'aide des technologies de séquençage. Les résultats des altérations de l'expression génique en réponse à la mammite subclinique due à SA révèlent 4077 gènes différentiellement exprimés (DEG). De plus, le réseau de co- expression génique des DEG identifie des modules ou des groupes de DEG avec des fonctions régulatrices spécifiques pendant la mammite subclinique due à SA. Par exemple, les DEG du module le plus important (module Turquoise, corrélé positivement avec SA) sont significativement enrichis en voies liées aux maladies et au système immunitaire, soutenant leur rôle important dans la régulation de la défense de la glande mammaire contre la mammite subclinique due à SA. Quatre modules (Jaune, Brun, Bleu et Rouge) corrélés négativement avec SA sont enrichis en annotations fonctionnelles liées à la régulation de la migration cellulaire, de la communication cellulaire, du processus métabolique et du développement du système circulatoire sanguin, suggérant leur implication dans la régulation de l'homéostasie de la glande mammaire endommagée lors de la mammite subclinique due à SA. Ensuite, l'exploration de la méthylation de l'ADN liée à SA révèle de nombreuses altérations dont 3356456 cytosines méthylées différemment (DMCs) et 153783 blocs d'haplotype de méthylation différentielle (dMHBs). L'intégration entre le méthylome et le transcriptome démontre des corrélations négatives significatives entre la méthylation de l'ADN dans les régions régulatrices (promoteurs, premiers exons et premiers introns) et l'expression génique des gènes correspondants. Un total de 6435 dMHBs situés dans les régions régulatrices des DEG présentent une corrélation significative avec leurs gènes correspondants, révélant leurs effets potentiels sur les activités transcriptionnelles. Les gènes présentant des altérations de méthylation de l'ADN sont significativement enrichis dans de multiples voies liées à l'immunité et aux maladies, suggérant l'implication de la méthylation dans la régulation des réponses de l'hôte à la mammite subclinique due à SA. Cette étude identifie de nombreuses altérations de méthylation de l'ADN et DEGs en relation avec la mammite subclinique due à SC et SU. Les associations négatives globales entre la méthylation de l'ADN dans les régions régulatrices et l'expression génique s'observent chez les vaches atteintes de SC. De nombreux gènes présentent des changements significatifs de la méthylation dans les régions régulatrices et leur expression génique correspondante, montrant un important enrichissement dans les processus biologiques et les voies liées aux fonctions immunitaires. Cela suggère que la méthylation de l'ADN joue un rôle crucial dans la régulation des réponses de l'hôte à la mammite subclinique. Cette étude identifie des listes de signatures génétiques et épigénétiques candidates distinctives (différenciant les vaches atteintes de SA ou SC des HC) pour la mammite subclinique. Neuf dMHBs ont été validés chez 200 vaches. Cela indique une stabilité des altérations de méthylation de l'ADN et une association significative avec la santé de la glande mammaire et les performances de production de lait. En conclusion, cette étude approfondit la compréhension des altérations génétiques et épigénétiques dans les cellules somatiques du lait qui impliqueraient la régulation de la défense de la glande mammaire contre la mammite subclinique. De plus, elle identifie des signatures épigénétiques et d'expression de gènes discriminantes pour la mammite subclinique. Cela a le potentiel de distinguer les vaches atteintes de mammite subclinique des vaches en bonne santé. Les résultats indiquent que les altérations de méthylation de l'ADN pourraient fournir un nouveau niveau d'information sur les mécanismes de régulation de la mammite subclinique, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour le développement de mesures de contrôle. / Mastitis, an inflammation of the mammary gland, is a widespread and costly disease of dairy cows globally. It causes considerable economic losses through decreased milk yield/quality, increased cost of veterinary treatment, high cow culling/replacement rate, negative impacts on animal welfare, increased susceptibility to other diseases and negative impacts on animal reproduction. The subclinical form of mastitis accounts for over 50% of the economic losses associated to mastitis in the Canadian dairy industry. Traditional measures including improved farm environment, milking practices, antibiotic therapy and genetic selection have led to decreased mastitis incidence on dairy farms, but have not eradicated the disease. Recent developments of sequencing technologies have promoted the exploration of genomic breeding and in particular, post-transcriptional and epigenetic regulatory mechanisms underlying diseases, including mastitis. Investigating both the genetic and epigenetic alterations with these technologies could elongate understanding of the regulatory mechanisms underlying subclinical mastitis and their potential contribution to improve mastitis management. Therefore, this study investigated the DNA methylation alterations and transcriptomes of milk somatic cells from lactating cows from five commercial farms with naturally occurring subclinical mastitis (including sixteen, four and three cows positive only to *Staphylococcus aureus* (SA), *Staphylococcus chromogenes* (SC), and *Streptococcus uberis* (SU), respectively) and ten healthy control cows (HC). The whole-genome DNA methylation and transcriptome pattens were profiled using whole genome DNA methylation sequencing and RNA sequencing technologies and bioinformatics investigation. Results of the gene expression alterations in response to SA subclinical mastitis revealed 4077 differentially expressed genes (DEGs). Furthermore, gene co-expression network of DEGs identified modules or clusters of DEGs with specific regulatory functions during SA subclinical mastitis. For instance, DEGs of the most important module (Turquoise module, correlated positively with SA group) were significantly enriched for disease- and immune- related pathways, supporting important roles for this module in regulating the mammary gland defense against SA subclinical mastitis. Four modules (Yellow, Brown, Blue and Red) which correlated negatively with SA group were enriched in functional annotations related to the regulation of cell migration, cell communication, metabolic process and blood circulatory system development, respectively, suggesting their involvement in the regulation of damaged mammary gland homeostasis during SA subclinical mastitis. Then, exploration of the DNA methylation alterations related to SA subclinical mastitis revealed abundant DNA methylation alterations at multiple layers, including 3,356,456 differentially methylated cytosines (DMCs) and 153,783 differential methylation haplotype blocks (dMHBs). Integration between methylome and transcriptome demonstrated significant negative correlations between DNA methylation in regulatory regions (promoters, first exons and first introns), and the gene expression of corresponding genes. A total of 6435 dMHBs located at regulatory regions of DEGs had significant correlation with their corresponding genes, revealing their potential effects on transcriptional activities. Genes harboring DNA methylation alterations were significantly enriched in multiple immune- and disease-related pathways, suggesting the involvement of DNA methylation in regulating host responses to SA subclinical mastitis. In addition, this study also identified abundant DNA methylation alterations and DEGs in relation to SC and SU subclinical mastitis. The global negative associations between DNA methylation at regulatory regions and gene expression were also observed in SC positive cows. Moreover, numerous genes with significant changes in methylation levels at their regulatory regions and corresponding gene expression were identified, which showed significant enrichment in biological processes and pathways related to immune functions. This further suggests that DNA methylation play crucial roles in regulating host responses to subclinical mastitis. This study also identified lists of candidate genetic and epigenetic discriminant signatures (differentiates SA or SC or SU positive cows from healthy cows) for subclinical mastitis. Nine dMHBs were further validated in 200 cows, which indicated the stability of DNA methylation alterations detected in this study as well as revealed their significant associations with mammary gland health and milk production performance. In conclusion, this study has furthered understanding of genetic and epigenetic signatures in milk somatic cells that may be involved in regulating mammary gland defense against subclinical mastitis. Candidate discriminant genetic (DEGs) and epigenetic signatures V(dMHBs) were identified with potential of distinguishing cows with subclinical mastitis from healthy cows. The results of this study indicate that DNA methylation alterations could provide a new layer of information on the regulatory mechanisms of bovine subclinical mastitis and further avenues to develop control measures.

Depuis la vulgarisation de certains concepts comme la globalisation ou la mondialisation, le secteur agroalimentaire a connu une expansion fulgurante et un engouement incessant pour la commercialisation d’aliments entre les peuples à travers le monde. Ce phénomène, contribuant significativement à l’accroissement économique des marchés, n’est toutefois pas sans risque. Pendant ce temps, les dangers de sources microbiologiques, notamment les pathogènes, sont véhiculés par des matrices alimentaires et voyagent d’un pays à l’autre, ce qui augmente le risque de contamination pour les consommateurs. Conséquemment, on assiste à une augmentation des cas d’allergies alimentaires, d’intoxications ou de toxi-infections alimentaires dont les agents étiologiques peuvent venir des quatre coins du monde. À cet effet, les organismes réglementaires comme l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA), Santé Canada, la Food and Drug Administration (USFDA) américaine ou d’autres autorités internationales compétentes comme l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture(FAO) et l’Organisation mondiale de la santé (OMS) multiplient leurs efforts afin de mettre en place des normes et politiques réglementaires pour aider l’industrie agroalimentaire à renforcer les contrôles depuis la fabrication jusqu’à la commercialisation des aliments. Les dangers microbiologiques venant de pathogènes comme Bacillus cereus demeurent un risque de santé publique majeur qu’il faut maîtriser afin d’assurer la protection des consommateurs. Bien que de nombreuses techniques de contrôle (e.g., additifs alimentaires, haute pression hydrostatique, rayonnements ionisants, procédés thermiques, etc.) ont été développées et utilisées pour assurer la salubrité et l’innocuité des aliments, dans certains cas cela n’a pas permis de produire des aliments totalement exempts de bactéries responsables de la dégradation/altération des aliments et de pathogènes causant des intoxications alimentaires comme c’est le cas avec B. cereus. En effet, cette bactérie pathogène est ubiquitaire, aérobie et anaérobie facultative. Elle est capable de produire dans une grande variété d’aliments et d’ingrédients comme les épices des spores très résistantes ainsi que différents types de toxines pouvant causer la diarrhée, la nausée, le vomissement et même la mort. Dans cette optique, et vue la grande difficulté à maitriser la contamination des aliments causée par ce pathogène, l’objectif général de cette recherche a été d’utiliser la technologie d’électro-activation, une branche appliquée de l’électrochimie qui s’intéresse notamment à la réactivité des solutions aqueuses, comme méthode alternative et potentiellement efficace pour lutter contre B. cereus afin de produire des aliments plus sécuritaires avec une grande valeur nutritionnelle et organoleptique. Pour y parvenir, des solutions aqueuses de sels d’acides organiques de lactate de calcium, d’ascorbate de calcium et de leur mélange équimolaire ont été électro-activées dans un réacteur soumis à un courant électrique continu avec des intensités de l’ordre de 250, 500 et 750 mA pendant un maximum de temps de 30 minutes afin de produire les acides organiques conjugués respectifs; de l’acide lactique et de l’acide ascorbique. Dans la première partie de ce travail de recherche, les caractéristiques physicochimiques (e.g., pH, acidité titrable, pKa) des solutions électro-activées (SÉA) ont été étudiées et leurs profils moléculaires comparés à ceux d’acides standards respectifs en utilisant différentes techniques (e.g., FTIR, HPLC, DSC, DPPH), ce qui a permis de confirmer la production d’acides organiques conjugués respectifs des sels utilisés. Ces SÉA avaient un pH très bas, une acidité titrable élevée, notamment pour l’ascorbate de calcium et le mélange. En plus, une activité antioxydante élevée a été observée pour la solution électro-activée d’ascorbate de calcium et du mélange. Dans la deuxième partie de l’étude, les SÉA traitées à 250, 500 et 750 mA pendant 10, 20 et 30 min ont été retenues pour être mises en contact avec des cellules végétatives de Bacillus cereus ATCC 14579 en conditions modèles (contact direct) afin d’évaluer leurs effets antimicrobiens sur ce pathogène. Les cellules ont été testées en contact direct avec les SÉA pendant 5, 30 et 60 secondes. Le même traitement a été également réalisé par contact direct avec des acides organiques standards (lactique, ascorbique) pendant 5, 30, 60, et 120 secondes afin de faire des comparaisons. Les SÉA et les acides organiques standards correspondants avaient les mêmes valeurs d’acidité titrable. Par la suite, les cellules ont été observées au microscope (coloration au bleu de méthylène et fluorescence) afin d’évaluer les effets inhibiteurs/destructeurs de ces solutions. Également, les SÉA ont été diluées avec de l’eau distillée pour obtenir des solutions possédant 10 à 90% de l’acidité titrable (force) initiale pour être ensuite testées contre les cellules de B. cereus. Les résultats ont démontré que toutes les SÉA avaient une grande efficacité contre les cellules végétatives de B. cereus. Également, même à des taux de dilution représentant en moyenne 20% de la force initiale des SÉA, l’effet antimicrobien était très élevé pour les différentes solutions. L’observation de B. cereus au microscope a permis de confirmer les effets létaux des SÉA. Dans ce volet avec des cellules végétatives de B. cereus, l’efficacité des SÉA a été estimée à une réduction de 4–7 log UFC/mL. En plus, il a été démontré que le pouvoir antibactérien des SÉA était nettement plus élevé que celui des acides lactiques et ascorbiques standards (conventionnels). Dans la troisième partie de cette étude, des solutions électro-activées de lactate de calcium, d’ascorbate de calcium et de leur mélange équimolaire à 750 mA pendant 30 minutes ont été retenues et utilisées contre des spores de Bacillus cereus ATCC 14579 en conditions modèles et dans du saumon Atlantique frais. Les spores traitées ont été analysées à l’aide de microscopes électroniques à balayage et à transmission pour évaluer les effets sporicides des SÉA. Les résultats obtenus ont clairement montré un grand pouvoir sporicide des SÉA utilisées sur les spores de B. cereus avec une réduction de 7 à 9 log en utilisant une population initiale de spores de 10⁹ UFC/mL, dépendamment des conditions évaluées; à savoir : en contact direct (2–30 min), dans du saumon utilisé comme matrice alimentaire(2–7 min), ainsi qu’en combinaison avec de la chaleur modérée de 60, 70, 80 et 90 °C pendant 0.5–2 min. Également, il a été observé que la capacité sporicide des SÉA augmentait avec la température et le temps de contact. La microscopie électronique à balayage et à transmission a permis de constater que les SÉA pouvaient provoquer la destruction totale des cellules de B. cereus, et notamment la perforation de la membrane (cortex et manteau), ainsi que le reflux de différentes composantes de la structure des spores de B. cereus. Tenant compte des résultats obtenus dans cette étude, nous pouvons conclure que les solutions électro-activées à base de lactate de calcium, ascorbate de calcium et leur mélange, notamment celles électro-activées à 750 mA–30 min, pourraient être d’une grande contribution afin de renforcer la capacité de l’industrie alimentaire à lutter contre B. cereus ATCC 14579 et de produire des aliments plus sécuritaires pour le consommateur. / Since the popularization of concepts like globalization, the agri-food sector has experienced a huge expansion and a ceaseless craze for the marketing of food between the peoples worldwide. This phenomenon, contributing significantly to the economic growth of the markets, is not without risk, however. Meanwhile, microbiological hazards, including pathogens, are carried through food matrices and travel from one country to another, increasing the risk of contamination for consumers. Consequently, we are also witnessing an increase in cases of food allergies, foodborne illnesses and outbreaks, with etiological agents coming from all over the world. Thus, regulatory organisms such as Canadian Food Inspection Agency (CFIA), Health Canada, United States Food and Drug Administration (USFDA) or competent international authorities like Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) and World Health Organization (WHO) are stepping up efforts to put in place regulatory standards and policies in order to help the food industry to strengthen controls from the processing to the marketing of foods. Microbiological hazards from pathogens like Bacillus cereus remain a major public health risk that must be controlled in order to ensure consumers protection. Although many techniques of control (e.g., food additives, high hydrostatic pressure, ionizing radiation, thermal processes, etc.) have been developed and used to ensure the safety and security of foods, in some instance this has not allowed to produce food products that are completely free of bacteria responsible for degradation/spoilage of food and pathogens causing food poisoning as is the case with B. cereus. Indeed, this pathogenic bacterium is ubiquitous, aerobic and facultative anaerobic. It is able to produce, in a wide variety of foods and ingredients such as spices, highly resistant spores as well as different types of toxins that can cause diarrhea, nausea, vomiting, and even death. In this context, and given the great difficulty in controlling the contamination of food caused by this pathogen, the general objective of this research was to use the electro-activation technology, an applied branch of electrochemistry which is particularly interested in the reactivity of aqueous solutions, as an alternative and potentially effective method to fight against B. cereus in order to produce safer foods with high nutritional and organoleptic values. To achieve this, aqueous solutions of organic acid salts of calcium lactate, calcium ascorbate and their equimolar mixture were electroactivated in a reactor subjected to a direct electric current with intensities of 250, 500 and 750 mA for a maximum time of 30 minutes in a bid to produce the respective conjugated organic acids, lactic acid and ascorbic acid. In the first part of this research work, the physicochemical characteristics (e.g.,pH, titratable acidity, pKa) of the electro-activated solutions (EAS) were studied and their molecular profiles compared to those of respective standard acids using different techniques (e.g., FTIR, HPLC, DSC, DPPH), which helped to confirm the production of conjugated organic acids from the respective salts used. These EAS had a very low pH, a high titratable acidity, particularly for the calcium ascorbate and the mixture. In addition, a high antioxidant activity was observed for the electro-activated calcium ascorbate solution and the mixture. In the second part of the study, the EAS treated at 250, 500 and 750 mA for 10,20 and 30 min were selected to be brought into contact with vegetative cells of Bacilluscereus ATCC 14579 under model conditions (direct contact) in order to evaluate their antimicrobial effects on this pathogen. The cells were tested in direct contact with the EAS for 5, 30 and 60 seconds. The same treatment was also carried out by direct contact with standard organic acids (lactic, ascorbic) for 5, 30, 60, and 120 seconds in order to make comparisons. The EAS and the corresponding standard organic acids had the same titratable acidity values. There after, the cells were observed under microscope (Methylene blue and fluorescence) to evaluate the inhibitory / destructive effects of these solutions. Also, the EAS were diluted with distilled water to obtain solutions with 10 to 90% of the initial titratable acidity (strength) to be tested against B. cereus cells. The results demonstrated that all the EAS made were highly effective against the vegetative cells of B.cereus. Also, even at dilution rates averaging 20% of the EAS initial strength, the antimicrobial effect was very high for the different solutions. In addition, the microscopic observation of B. cereus has confirmed the lethal effects of EAS. In this part with the vegetative B. cereus cells, the efficacy of the EAS was estimated to a reduction of 4–7 log CFU/mL. In addition, the antibacterial power of the EAS has been shown to be significantly higher than that of the standard (conventional) lactic and ascorbic acids. In the third part of the study, electro-activated solutions of calcium lactate, calcium ascorbate and their equimolar mixture at 750 mA for 30 min were selected and used against the spores of Bacillus cereus ATCC 14579 under model conditions and in fresh Atlantic salmon. The treated spores were analyzed using scanning and transmission electron microscopes to evaluate the sporicidal effects of EAS. The results obtained clearly showed a great sporicidal power of the EAS used on B. cereus spores with a reduction of 7 to 9 log using an initial spore population of 10⁹ CFU/mL, depending on the conditions assessed; namely: in direct contact (2–30 min), in salmon used as a food matrix (2–7 min), as well as in combination with moderate heat of 60, 70, 80 and 90 ℃ for 0.5–2 min. Also, it was observed that the sporicidal capacity of the EAS increased with temperature and contact time. Scanning and transmission electron microscopy showed that the EAS could cause the total destruction of B. cereus cells, including perforation of the membranes (cortex and coat), as well as the reflux of different components of the structure of B. cereus spores. Taking into account the results obtained in this study, we can conclude that the electro-activated solutions made with calcium lactate, calcium ascorbate and their mixture, especially those electro-activated at 750 mA–30 min, could be of a great contribution to reinforce the capacity of the food industry to control B. cereus ATCC 14579 and produces safer foods for the consumer.

Avec la mise en place de la nouvelle limite maximale de 400 000 cellules somatiques par millilitres de lait (c/mL) au réservoir, le mois d’août 2012 a marqué une étape importante en termes de qualité du lait pour les producteurs de bovins laitiers du Canada. L’objectif de cette étude consistait en l’établissement d’un modèle de prédiction de la violation de cette limite au réservoir à l’aide des données individuelles et mensuelles de comptages en cellules somatiques (CCS) obtenues au contrôle laitier des mois précédents. Une banque de donnée DSA comprenant 924 troupeaux de laitiers québécois, en 2008, a été utilisée pour construire un modèle de régression logistique, adapté pour les mesures répétées, de la probabilité d’excéder 400 000 c/mL au réservoir. Le modèle final comprend 6 variables : le pointage linéaire moyen au test précédent, la proportion de CCS > 500 000 c/mL au test précédent, la production annuelle moyenne de lait par vache par jour, le nombre de jours en lait moyen (JEL) au test précédent ainsi que les proportions de vaches saines et de vaches infectées de manière chronique au test précédant. Le modèle montre une excellente discrimination entre les troupeaux qui excèdent ou n’excèdent pas la limite lors d’un test et pourrait être aisément utilisé comme outil supplémentaire de gestion de la santé mammaire à la ferme. / August 2012 represents an in important step in terms of milk quality for the Canadian bovine dairy producers because the upper tolerance limit for bulk tank somatic cell count (BTSCC) was lowered to 400 000 somatic cells per millilitre (c/mL). The objective of this study was to develop a predictive model of exceeding the BTSCC limit based on monthly individuals somatic cell count (SCC) measures obtained in the previous months. A database including DHI data from the year 2008 of 924 dairy herds in Québec, Canada was used. A logistic regression model for repeated measures was constructed. The final model included 6 variables related to monthly individual cow somatic cell count: mean individual linear score at the previous test, proportion of cows over 500 000 cells/mL at the previous test, mean herd annual daily milk production per cow, average days in milk at the previous test, proportion of healthy cows at previous test, proportion of chronic cows at previous test. The model has excellent discrimination between herd that exceeded and herd that did not exceed 400 000 cells/mL and can be use to advise dairy producers of impending risks of exceeding the BTSCC limit.

La mammite subclinique est un problème de santé fréquent et coûteux. Les infections intra-mammaires (IIM) sont souvent détectées à l’aide de mesures du comptage des cellules somatiques (CCS). La culture bactériologique du lait est cependant requise afin d’identifier le pathogène en cause. À cause de cette difficulté, pratiquement toutes les recherches sur la mammite subclinique ont été centrées sur la prévalence d’IIM et les facteurs de risque pour l’incidence ou l’élimination des IIM sont peu connus. L’objectif principal de cette thèse était d’identifier les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, l’élimination et la prévalence d’IIM d’importance dans les troupeaux laitiers Canadiens. En premier lieu, une revue systématique de la littérature sur les associations entre pratiques utilisées à la ferme et CCS a été réalisée. Les pratiques de gestion constamment associées au CCS ont été identifiées et différentiées de celles faisant l’objet de rapports anecdotiques. Par la suite, un questionnaire bilingue a été développé, validé, et utilisé afin de mesurer les pratiques de gestion d’un échantillon de 90 troupeaux laitiers canadiens. Afin de valider l’outil, des mesures de répétabilité et de validité des items composant le questionnaire ont été analysées et une évaluation de l’équivalence des versions anglaise et française a été réalisée. Ces analyses ont permis d’identifier des items problématiques qui ont du être recatégorisés, lorsque possible, ou exclus des analyses subséquentes pour assurer une certaine qualité des données. La plupart des troupeaux étudiés utilisaient déjà la désinfection post-traite des trayons et le traitement universel des vaches au tarissement, mais beaucoup des pratiques recommandées n’étaient que peu utilisées. Ensuite, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à Staphylococcus aureus ont été investigués de manière longitudinale sur les 90 troupeaux sélectionnés. L’incidence d’IIM semblait être un déterminant plus important de la prévalence d’IIM du troupeau comparativement à l’élimination des IIM. Le port de gants durant la traite, la désinfection pré-traite des trayons, de même qu’une condition adéquate des bouts de trayons démontraient des associations désirables avec les différentes mesures d’IIM. Ces résultats viennent souligner l’importance des procédures de traite pour l’obtention d’une réduction à long-terme de la prévalence d’IIM. Finalement, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à staphylocoques coagulase-négatif (SCN) ont été étudiés de manière similaire. Cependant, afin de prendre en considération les limitations de la culture bactériologique du lait pour l’identification des IIM causées par ce groupe de pathogènes, une approche semi-Bayesienne à l’aide de modèles de variable à classe latente a été utilisée. Les estimés non-ajusté de l’incidence, de l’élimination, de la prévalence et des associations avec les expositions apparaissaient tous considérablement biaisés par les imperfections de la procédure diagnostique. Ce biais était en général vers la valeur nulle. Encore une fois, l’incidence d’IIM était le principal déterminant de la prévalence d’IIM des troupeaux. Les litières de sable et de produits du bois, de même que l’accès au pâturage étaient associés à une incidence et une prévalence plus basse de SCN. / Subclinical mastitis is a very frequent and costly health issue that can be detected using somatic cell count (SCC) measurements, but requires the use of milk bacteriological culture for identification of the causal pathogen. Because of this latter difficulty, nearly all subclinical mastitis research has focused on prevalent intramammary infections (IMI) and less is known on risk factors for IMI incidence or elimination. The main objective of this thesis was to identify the manageable risk factors associated with the incidence, elimination, and prevalence of IMI of importance in Canadian dairy herds. First, a systematic review of the literature on the associations between management practices used on farms and SCC was carried out. Management practices consistently associated with SCC were identified and differentiated from other practices for which anecdotic reports were available. Then, a bilingual questionnaire was developed, validated, and employed to measure the practices used on a sample of 90 Canadian dairy herds. To validate this tool, measures of repeatability and of validity of the questionnaire’s items were analyzed and an evaluation of the equivalence of the English and French versions was conducted. These analyses indicated that the questionnaire was, in general, acceptable, but also pinpointed some problematic items. These items were recategorized when possible or otherwise excluded from subsequent analyses to ensure good data quality. Most of the herds studied were already using post-milking teat disinfection and blanket dry cow therapy. Many other frequently recommended practices were not widely adopted. Next, manageable risk factors associated with Staphylococcus aureus IMI incidence, elimination, and prevalence were investigated on the 90 selected herds in a longitudinal fashion. The S. aureus IMI incidence appeared to be a stronger determinant of the herd prevalence than the elimination rate. Among other practices, wearing gloves during milking, using pre-milking teat disinfection, and having an adequate teat end condition showed desirable associations with the outcomes. These results highlight the importance of good milking practices to achieve a long-term reduction of S. aureus IMI prevalence. Finally, manageable risk factors associated with coagulase-negative staphylococci (CNS) IMI incidence, elimination, and prevalence were investigated in a similar manner. Because of the greater limitations of milk bacteriological culture to identify IMI caused by this group of pathogens, a semi-Bayesian latent class model approach was used. Sensitivity and specificity estimates from an internal validation study were used to link the observed IMI milk culture result to the latent true quarter IMI status. Non-adjusted estimates of IMI incidence, elimination, prevalence, and of associations with expositions appeared to be considerably biased by the diagnostic procedure’s imperfections. Most often, estimates were biased toward the null value. Again, IMI incidence was the main determinant of the herd IMI prevalence. Sand and wood products bedding were associated with lower CNS incidence and prevalence. Sending cows to pasture was also associated with lower CNS IMI incidence and prevalence.

L’objectif de cette étude était de déterminer l’impact d’une infection intra-mammaire (IIM) subclinique causée par staphylocoque coagulase-négative (SCN) ou Staphylococcus aureus diagnostiquée durant le premier mois de lactation chez les taures sur le comptage de cellules somatiques (CCS), la production laitière et le risque de réforme durant la lactation en cours. Des données bactériologiques provenant d’échantillons de lait composites de 2 273 taures Holstein parmi 50 troupeaux ont été interprétées selon les recommandations du National Mastitis Council. Parmi 1 691 taures rencontrant les critères de sélection, 90 (5%) étaient positives à S. aureus, 168 (10%) étaient positives à SCN et 153 (9%) étaient négatives (aucun agent pathogène isolé). Le CCS transformé en logarithme népérien (lnCCS) a été modélisé via une régression linéaire avec le troupeau comme effet aléatoire. Le lnCCS chez les groupes S. aureus et SCN était significativement plus élevé que dans le groupe témoin de 40 à 300 jours en lait (JEL) (P < 0.0001 pour tous les contrastes). La valeur journalière du lnSCC chez les groupes S. aureus et SCN était en moyenne 1.2 et 0.6 plus élevé que le groupe témoin respectivement. Un modèle similaire a été réalisé pour la production laitière avec l’âge au vêlage, le trait génétique lié aux parents pour la production laitière et le logarithme népérien du JEL de la pesée inclus. La production laitière n’était pas statistiquement différente entre les 3 groupes de culture de 40 à 300 JEL (P ≥ 0.12). Les modèles de survie de Cox ont révélé que le risque de réforme n’était pas statistiquement différent entre le groupe S. aureus ou SCN et le groupe témoin (P ≥ 0.16). La prévention des IIM causées par SCN et S. aureus en début de lactation demeure importante étant donné leur association avec le CCS durant la lactation en cours. / The objective of this study was to determine the effect of a subclinical intramammary infection (IMI) caused by coagulase-negative staphylococci (CNS) or Staphylococcus aureus diagnosed during the first month of lactation in heifers on somatic cell count (SCC), milk production and culling risk during the entire first lactation. Bacteriological analysis data of composite milk samples taken from 2,273 Hostein heifers among 50 dairy herds were interpreted according to the National Mastitis Council guidelines. Among the 1,691 heifers meeting the selection criteria, 90 (5%) were diagnosed with S. aureus, 168 (10%) with CNS, and 153 (9%) were negative (no pathogen isolated). Test-day SCC transformed in natural logarithm (lnCCS) was fit in a linear regression model with herd as random effect. The lnSCC in S. aureus and CNS groups were significantly higher than in negative group from 40 to 300 days in milk (DIM) (P < 0.0001 for all contrasts). At test-day level, lnSCC in S. aureus and CNS groups was on average 1.2 and 0.6 higher than the negative group respectively. A similar model was used for milk yield with age at calving, parent average genetic value for milk yield and natural logarithm of tested DIM included. Milk yield was not statistically different between culture groups from 40 to 300 DIM (P ≥ 0.12). Compared with negative heifers, the culling hazard ratio estimated using Cox survival analysis in S. aureus and CNS infected heifers was not significant (P ≥ 0.16). Prevention of CNS or S. aureus IMI in early lactation remains important for its association with SCC during the ensuing lactation.

L’objectif de cette étude était de déterminer l’impact d’une infection intra-mammaire (IIM) subclinique causée par staphylocoque coagulase-négative (SCN) ou Staphylococcus aureus diagnostiquée durant le premier mois de lactation chez les taures sur le comptage de cellules somatiques (CCS), la production laitière et le risque de réforme durant la lactation en cours. Des données bactériologiques provenant d’échantillons de lait composites de 2 273 taures Holstein parmi 50 troupeaux ont été interprétées selon les recommandations du National Mastitis Council. Parmi 1 691 taures rencontrant les critères de sélection, 90 (5%) étaient positives à S. aureus, 168 (10%) étaient positives à SCN et 153 (9%) étaient négatives (aucun agent pathogène isolé). Le CCS transformé en logarithme népérien (lnCCS) a été modélisé via une régression linéaire avec le troupeau comme effet aléatoire. Le lnCCS chez les groupes S. aureus et SCN était significativement plus élevé que dans le groupe témoin de 40 à 300 jours en lait (JEL) (P < 0.0001 pour tous les contrastes). La valeur journalière du lnSCC chez les groupes S. aureus et SCN était en moyenne 1.2 et 0.6 plus élevé que le groupe témoin respectivement. Un modèle similaire a été réalisé pour la production laitière avec l’âge au vêlage, le trait génétique lié aux parents pour la production laitière et le logarithme népérien du JEL de la pesée inclus. La production laitière n’était pas statistiquement différente entre les 3 groupes de culture de 40 à 300 JEL (P ≥ 0.12). Les modèles de survie de Cox ont révélé que le risque de réforme n’était pas statistiquement différent entre le groupe S. aureus ou SCN et le groupe témoin (P ≥ 0.16). La prévention des IIM causées par SCN et S. aureus en début de lactation demeure importante étant donné leur association avec le CCS durant la lactation en cours. / The objective of this study was to determine the effect of a subclinical intramammary infection (IMI) caused by coagulase-negative staphylococci (CNS) or Staphylococcus aureus diagnosed during the first month of lactation in heifers on somatic cell count (SCC), milk production and culling risk during the entire first lactation. Bacteriological analysis data of composite milk samples taken from 2,273 Hostein heifers among 50 dairy herds were interpreted according to the National Mastitis Council guidelines. Among the 1,691 heifers meeting the selection criteria, 90 (5%) were diagnosed with S. aureus, 168 (10%) with CNS, and 153 (9%) were negative (no pathogen isolated). Test-day SCC transformed in natural logarithm (lnCCS) was fit in a linear regression model with herd as random effect. The lnSCC in S. aureus and CNS groups were significantly higher than in negative group from 40 to 300 days in milk (DIM) (P < 0.0001 for all contrasts). At test-day level, lnSCC in S. aureus and CNS groups was on average 1.2 and 0.6 higher than the negative group respectively. A similar model was used for milk yield with age at calving, parent average genetic value for milk yield and natural logarithm of tested DIM included. Milk yield was not statistically different between culture groups from 40 to 300 DIM (P ≥ 0.12). Compared with negative heifers, the culling hazard ratio estimated using Cox survival analysis in S. aureus and CNS infected heifers was not significant (P ≥ 0.16). Prevention of CNS or S. aureus IMI in early lactation remains important for its association with SCC during the ensuing lactation.

La mammite subclinique est un problème de santé fréquent et coûteux. Les infections intra-mammaires (IIM) sont souvent détectées à l’aide de mesures du comptage des cellules somatiques (CCS). La culture bactériologique du lait est cependant requise afin d’identifier le pathogène en cause. À cause de cette difficulté, pratiquement toutes les recherches sur la mammite subclinique ont été centrées sur la prévalence d’IIM et les facteurs de risque pour l’incidence ou l’élimination des IIM sont peu connus. L’objectif principal de cette thèse était d’identifier les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, l’élimination et la prévalence d’IIM d’importance dans les troupeaux laitiers Canadiens. En premier lieu, une revue systématique de la littérature sur les associations entre pratiques utilisées à la ferme et CCS a été réalisée. Les pratiques de gestion constamment associées au CCS ont été identifiées et différentiées de celles faisant l’objet de rapports anecdotiques. Par la suite, un questionnaire bilingue a été développé, validé, et utilisé afin de mesurer les pratiques de gestion d’un échantillon de 90 troupeaux laitiers canadiens. Afin de valider l’outil, des mesures de répétabilité et de validité des items composant le questionnaire ont été analysées et une évaluation de l’équivalence des versions anglaise et française a été réalisée. Ces analyses ont permis d’identifier des items problématiques qui ont du être recatégorisés, lorsque possible, ou exclus des analyses subséquentes pour assurer une certaine qualité des données. La plupart des troupeaux étudiés utilisaient déjà la désinfection post-traite des trayons et le traitement universel des vaches au tarissement, mais beaucoup des pratiques recommandées n’étaient que peu utilisées. Ensuite, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à Staphylococcus aureus ont été investigués de manière longitudinale sur les 90 troupeaux sélectionnés. L’incidence d’IIM semblait être un déterminant plus important de la prévalence d’IIM du troupeau comparativement à l’élimination des IIM. Le port de gants durant la traite, la désinfection pré-traite des trayons, de même qu’une condition adéquate des bouts de trayons démontraient des associations désirables avec les différentes mesures d’IIM. Ces résultats viennent souligner l’importance des procédures de traite pour l’obtention d’une réduction à long-terme de la prévalence d’IIM. Finalement, les facteurs de risque modifiables associés à l’incidence, à l’élimination et à la prévalence d’IIM à staphylocoques coagulase-négatif (SCN) ont été étudiés de manière similaire. Cependant, afin de prendre en considération les limitations de la culture bactériologique du lait pour l’identification des IIM causées par ce groupe de pathogènes, une approche semi-Bayesienne à l’aide de modèles de variable à classe latente a été utilisée. Les estimés non-ajusté de l’incidence, de l’élimination, de la prévalence et des associations avec les expositions apparaissaient tous considérablement biaisés par les imperfections de la procédure diagnostique. Ce biais était en général vers la valeur nulle. Encore une fois, l’incidence d’IIM était le principal déterminant de la prévalence d’IIM des troupeaux. Les litières de sable et de produits du bois, de même que l’accès au pâturage étaient associés à une incidence et une prévalence plus basse de SCN. / Subclinical mastitis is a very frequent and costly health issue that can be detected using somatic cell count (SCC) measurements, but requires the use of milk bacteriological culture for identification of the causal pathogen. Because of this latter difficulty, nearly all subclinical mastitis research has focused on prevalent intramammary infections (IMI) and less is known on risk factors for IMI incidence or elimination. The main objective of this thesis was to identify the manageable risk factors associated with the incidence, elimination, and prevalence of IMI of importance in Canadian dairy herds. First, a systematic review of the literature on the associations between management practices used on farms and SCC was carried out. Management practices consistently associated with SCC were identified and differentiated from other practices for which anecdotic reports were available. Then, a bilingual questionnaire was developed, validated, and employed to measure the practices used on a sample of 90 Canadian dairy herds. To validate this tool, measures of repeatability and of validity of the questionnaire’s items were analyzed and an evaluation of the equivalence of the English and French versions was conducted. These analyses indicated that the questionnaire was, in general, acceptable, but also pinpointed some problematic items. These items were recategorized when possible or otherwise excluded from subsequent analyses to ensure good data quality. Most of the herds studied were already using post-milking teat disinfection and blanket dry cow therapy. Many other frequently recommended practices were not widely adopted. Next, manageable risk factors associated with Staphylococcus aureus IMI incidence, elimination, and prevalence were investigated on the 90 selected herds in a longitudinal fashion. The S. aureus IMI incidence appeared to be a stronger determinant of the herd prevalence than the elimination rate. Among other practices, wearing gloves during milking, using pre-milking teat disinfection, and having an adequate teat end condition showed desirable associations with the outcomes. These results highlight the importance of good milking practices to achieve a long-term reduction of S. aureus IMI prevalence. Finally, manageable risk factors associated with coagulase-negative staphylococci (CNS) IMI incidence, elimination, and prevalence were investigated in a similar manner. Because of the greater limitations of milk bacteriological culture to identify IMI caused by this group of pathogens, a semi-Bayesian latent class model approach was used. Sensitivity and specificity estimates from an internal validation study were used to link the observed IMI milk culture result to the latent true quarter IMI status. Non-adjusted estimates of IMI incidence, elimination, prevalence, and of associations with expositions appeared to be considerably biased by the diagnostic procedure’s imperfections. Most often, estimates were biased toward the null value. Again, IMI incidence was the main determinant of the herd IMI prevalence. Sand and wood products bedding were associated with lower CNS incidence and prevalence. Sending cows to pasture was also associated with lower CNS IMI incidence and prevalence.

La ségrégation des chromosomes est un processus complexe permettant la division égale du matériel génétique entre les cellules filles. Contrairement aux cellules somatiques, ce processus est sujet à des erreurs dans les cellules germinales telles que les ovocytes. Lorsque des erreurs surviennent lors de la ségrégation des chromosomes durant la méiose cela peut conduire à une aneuploïdie. L’aneuploïdie est la présence d’un nombre incorrect de chromosomes dans une cellule et est connue pour causer l’infertilité et des arrêts de grossesses chez l’humain. L’incidence de l’aneuploïdie augmente avec l’âge maternel (1). Le kinétochore est une structure cellulaire impliqué dans la ségrégation des chromosomes. Il est composé de plus de 100 protéines et se situe entre les microtubules et les centromères. Les microtubules se lient aux kinétochores, et ces derniers s’attachent sur les centromères afin de séparer les chromosomes homologues durant la méiose et les chromatides des sœurs pendant la mitose (1–3). Dans les cellules somatiques, cette structure est bien connue (2). Pourtant, moins d’informations sont connues à dans l’ovocyte de mammifère en développement au cours de la méiose I (3,4). Ce projet vise à étudier le rôle du kinétochore durant la ségrégation des chromosomes dans l’ovocyte de souris en développement. Plus spécifiquement, l’assemblage, le désassemblage, la dynamique et la tension des protéines du kinétochore seront évalués. Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle du kinétochore durant la méiose I, ses implications durant la séparation des chromosomes, et éventuellement ses implications dans l’aneuploïdie. / Chromosome segregation is an intricate process in dividing genetic material equally between daughter cells. This process, unlike in somatic cells, is error prone in germ cells like the oocyte. When errors occur during meiosis in segregating chromosomes, aneuploidy results when the cell has an incorrect number of chromosomes. This can result in infertility and birth defects in human reproduction. The incidences of aneuploidy are also seen to increase with increasing maternal age (1). The kinetochore is a cellular structure at the heart of chromosome segregation. It is composed of more than 100 proteins and is located between the microtubules and the centromeres. The microtubules attach onto the kinetochores, which themselves attach onto the centromeres, in order to pull the homologous chromosomes apart during meiosis and the sister chromatids during mitosis (1–3). Much is known about this multi-protein structure in somatic cells (2). Yet, very little is known about this in the developing mammalian oocyte during Meiosis I (1,3,4). This project aims to investigate the role of the kinetochore in chromosome segregation in a developing mouse oocyte. More specifically, kinetochore protein assembly, disassembly, dynamics and tension will be assessed. This project will achieve a better understanding of the kinetochore’s role in Meiosis I, its implications in chromosome segregation in a developing mouse oocyte, and how it may be involved in aneuploidy.