Les interactions biologiques sont régies par des mécanismes complexes, qui mêlent différentes échelles, de temps comme de taille. C’est le cas du ribosome, un complexe nucléoprotéique responsable de la traduction de l’ARNm en protéines, et ce faisant, une cible thérapeutique primordiale. Or la taille du ribosome procaryote 70S (2.4 MDa) rend difficile l’applications des techniques classiques de criblage de ligands. Au cours de ma thèse, j’ai exploré la possibilité d’utiliser la RMN du fluor pour caractériser les interactions entre des ligands et le ribosome procaryote. Cette approche a été motivée par l’apport de nouvelles méthodes de détection pouvant coupler la versatilité de la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) avec les propriétés de l’atome de fluor. L’atome 19F se prête parfaitement à la RMN, avec son rapport gyromagnétique proche du proton et son abondance isotopique naturelle de 100%. De plus, le fluor est bio-orthogonal au Vivant. Enfin, les caractéristiques physico-chimiques du fluor sont bien exploitées dans la pharmacopée (un quart des antibiotiques en possèdent un groupement). / Biological interactions are under the control of complex mechanisms, across different scales, in time of in size. It is particularly true for the ribosome, a nucleoprotein responsible for the mRNA translation into proteins, and thus, a primary therapeutic target. The size of the prokaryotic 70S ribosome (2.4 MDa) is a problem for the application of classical ligand screening method. During my thesis, I explored using fluorine NMR to characterize the interaction between ligands and the prokaryotic ribosome. This strategy was motivated by new detection approaches that can combine NMR (Nuclear Magnetic Resonance) versatility with the fluorine atom properties. The 19F atom is perfectly suited for NMR, with its gyromagnetic ratio close to the proton one and its isotopic abundance of 100%. Moreover, the fluorine is absent from natural compounds. Finally, the physicochemical characteristics of fluorine are well exploited in the pharmacopeia (a fourth of all antibiotics has a fluorine moiety).

De nouveaux antiviraux à large spectre, agissant comme intercalant d'acides nucléiques, ont été identifiés par criblage virtuel et grâce à des cartes de l’espace chimique. La 1ère partie de la thèse présente le modèle QSPR pour la solubilité aqueuse des molécules organiques dans une grande gamme de températures. Ce modèle a été utilisé pour l'évaluation de la solubilité des composés antiviraux. Dans la 2ème partie de cette thèse, les filtres structuraux, les modèles QSAR et pharmacophores sont présentés. Leur utilisation pour cribler une base de données contenant plus de 3,2 M de composés est ensuite décrite. Cette étape a conduit à sélectionner 55 touches qui ont été synthétisées et testées expérimentalement. Parmi eux, deux composés ont révélé une activité élevée contre le Vaccinia virus et une faible toxicité. Dans la 3ème partie de la thèse, l'approche par Cartes Topographiques Génératives (GTM) a été utilisée pour construire des cartes 2D de l'espace chimique des composés antiviraux. Les structures chimiques et les données expérimentales des composés antiviraux, présents dans la base de données ChEMBL, ont été extraites de la base, examinées et annotées avec les principaux Genus des virus. Ce jeu de données a été utilisé pour construire des cartes sur lesquels tous les autres composés de la base de données ChEMBL ont été projetés. L'analyse de ces cartes révèle des motifs structuraux caractérisant des types particuliers d'antiviraux. / Virtual screening and cartography of chemical space approaches have been used for design of broad-spectrum antivirals acting as nucleic acids intercalators. The 1st part of thesis reports QSPR model for aqueous solubility of organic molecules within the wide temperature range. This model was later used for solubility assessment of antiviral compounds. In the second part of work, structural filters, QSAR and pharmacophore models were developed then used to screen a database containing some 3.2 M compounds. This resulted in 55 hits which were synthesized and experimentally tested. Two lead compounds displayed high activity against Vaccinia virus and low toxicity. In the 3d part of the thesis, Generative Topographic Mapping (GTM) approach was used to build 2D maps of chemical space of antiviral compounds. Experimental data on antiviral compounds were extracted from ChEMBL database, curated and annotated by major virus Genus. Selected dataset was used to build maps on which all other ChEMBL compounds were projected. Analysis of the maps revealed structural motifs characterizing particular types of antivirals.

Les probiotiques sont des micro-organismes vivants, capables d’interagir avec le microbiote et les cellules de l’organisme hôte. Par leurs présences ou leurs métabolismes, ils contribuent notamment à la régulation du système immunitaire. D’un point de vue technologique, le développement d’un complément alimentaire contenant des probiotiques nécessite la maitrise des étapes de sélection et de production d’une bactérie fonctionnelle sous forme sèche et revivifiable. Au cours de ce travail, nous avons développé des tests de criblage en cytométrie en flux, permettant de déterminer l’aptitude d’une bactérie à être séchée et l’origine de sa sensibilité. Pour mettre en place ces tests, nous nous sommes intéressés aux mécanismes mis en jeu lors du procédé de séchage. Ainsi, lors de la déshydratation, les micro-organismes vont subir simultanément un stress osmotique et un stress oxydant. Les résultats montrent un fort impact du séchage sur la viabilité et le potentiel immuno-modulateur avec une diminution de la composante pro-inflammatoire (IL-12). Pour protéger les bactéries, trois stratégies d’optimisation ont été développées : le séchage par formation de mousse, l’encapsulation dans une matrice alginate-protéines de pois, et le co-séchage d’une bactérie fragile avec une bactérie résistante. Les connaissances acquises au cours de cette étude ont permis d’optimiser la production industrielle de la souche finale du projet. Afin de répondre au nouveau cadre réglementaire européen, une étude clinique en double aveugle contre placébo est actuellement en cours (2011-2013) / Probiotics are live microorganisms that can act on the immune system at specific sites in the gastro-intestinal tract. From a technological point of view, the development of a dietary supplement containing viable and functional probiotics requires the control of the selection and production steps. In a first time, we have developed specific and sensitive screening tests to determine the ability of bacteria to be dried and the origin of its sensitivity. To develop these tests, we investigated the mechanisms involved during drying process. Thus, microorganisms simultaneously undergo osmotic stress and oxidative stress. Results show a strong impact of drying on the survival rate and immunomodulatory potential with a decrease of proinflammatory cytokines (IL-12). To protect probiotic bacteria, three optimization strategies have been developed: drying by foam formation, encapsulation of probiotic bacteria using a pea-protein alginate matrix and drying of a sensitive probiotic strain with a resistant bacterium. Knowledge obtained during this study was used to optimize the industrial process of the final strain of the project. A randomized double blinded (RDB) trial is in progress (2011-2013) to test the bacteria in humans

La cristallisation est influencée par plusieurs paramètres tels que la sursaturation, la température, le milieu et l’hydrodynamique. Pour cela le criblage rapide des conditions de cristallisation est souvent exigé lors de l’étude de la cristallisation d’une molécule. Cependant lorsqu’une faible quantité de matière est disponible, un outil expérimental adapté est indispensable.Dans notre cas, le système microfluidique dédié à la cristallisation est basé sur la génération des gouttes de volume nanométrique dans lesquels la cristallisation peut avoir lieu de façon indépendante. Des gouttes monodispersées en taille et en conditions expérimentales nous permettent de réaliser des études statistiques pour répondre à la stochasticité du phénomène de nucléation, ceci tout en consommant peu de matière.Le but de cette thèse est de créer un montage microfluidique universel, qui soit compatible à tout solvant et toute molécule. Pour cela, nous utilisons des jonctions et des capillaires microfluidiques simples résistants à de nombreux solvants. Nous cherchons d'abord à contrôler les écoulements microfluidiques et à réduire les volumes mis en jeu. Nous avons étudié les régimes de génération des gouttes et la loi d'échelle de la taille des gouttes. Dans le cadre de l’étude de la cristallisation, nous montrons la faisabilité de notre dispositif pour l’étude de la cristallisation en variant la viscosité avec l’exemple de l’urate oxydase recombinante ou rasburicase que nous avons cristallisée dans une solution aqueuse de PEG. Pour finir, nous avons intégré un module de caractérisation en ligne dans notre système microfluidique afin d'analyser la composition chimique de chaque goutte. / Crystallization is influenced by several parameters such as supersaturation, temperature, environment, and hydrodynamics. Thus, a rapid screening of crystallization conditions is often required during the study of the crystallization of a molecule. But when a small amount of material is available, a suitable experimental tool is essential. In our case, the microfluidic system dedicated to crystallization is based on the generation of nanoliter droplets in which crystallization can occur independently. Forming hundreds of droplets with monodisperse sizes and experimental conditions, we can make a large number of experiments per condition for statistical studies to meet the stochasticity of the phenomenon of nucleation while consuming little material. Our goal is to create a universal microfluidic assembly which is compatible with all solvents and molecules. Thus, we are interested in simple microfluidic junctions and tubings which is resistant to many solvents. From such systems, we have first characterized the hydrodynamic properties of the set-up: we sought to control microfluidic flow and reduce the volumes put-in. We studied the droplet generation regimes and the scaling law of drop size and frequency. For crystallization study of biomolecule, we have validated our microfluidic set-up for crystallization studies in a viscous media, on the recombinant urate oxidase or the rasburicase in an aqueous solution of PEG. Finally, we integrated a module for on-line characterization of each droplet’s chemical composition.

Les DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylation regulated Kinases) et CLKs (cdc2-like kinases) sont deux familles de kinases du groupe CMGC. Elles sont impliquées dans le développement de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21. Nous présentons ici une optimisation et une caractérisation biologique détaillée des Leucettines, une famille d’inhibiteurs pharmacologiques de DYRKs/CLKs dérivés de la Leucettamine B, un alcaloïde extrait d'une éponge marine. Nous avons étudié la relation structure/activité de cette classe d'inhibiteurs sur un ensemble de réponses biologiques. Afin d'étudier les cibles potentielles de ces inhibiteurs, nous avons mis en œuvre une méthode de chromatographie d’affinité. La sélectivité de la Leucettine L41, sélectionnée comme représentative des Leucettines, a été étudiée par des essais d'activité et d'interaction de kinases recombinantes in vitro, et des tests de chromatographie d'affinité (Leucettines immobilisées sur billes d'agarose, compétition sur billes d’inhibiteurs non sélectifs). Des approches transcriptomiques et protéomiques ont été utilisées afin de mieux comprendre le mécanisme d'action cellulaire de la Leucettine L41. Ces approches ont confirmé la sélectivité de la Leucettine L41 pour DYRKs et CLKs mais aussi révélé l’existence de cibles secondaires intéressantes. La Leucettine L41 module l'épissage alternatif de pré-ARNm. Elle présente des propriétés neuroprotectrices vis-à-vis de la mort cellulaire induite par le glutamate. Les Leucettines méritent un développement en tant qu'agents thérapeutiques potentiels pour le traitement de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21. / DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylation regulated kinases) and CLKs (cdc2-like kinases) are two families of kinases belonging to the CMGC group. They are involved in the development of Alzheimer's disease and Down syndrome. We here present the optimization and a detailed biological characterization of Leucettines, a family of pharmacological inhibitors of DYRKs/CLKs derived from Leucettamine B, an alkaloid produced by a marine sponge. We studied the structure/activity relationship of this class of inhibitors on a set of biological responses. To investigate potential targets of these inhibitors, we implemented an affinity chromatography method. The selectivity of Leucettine L41, selected as a representative Leucettine, was studied by in vitro activity and interaction assays of recombinant kinases and affinity chromatography approaches (Leucettines immobilized on agarose beads, competition on non-selective inhibitors). Transcriptomics and proteomics approaches were used to better understand the cellular mechanism of action of Leucettine L41. These approaches confirmed the selectivity of Leucettine L41 for DYRKs and CLKs but also revealed the existence of interesting secondary targets. Leucettine L41 modulates alternative splicing of pre-mRNAs. It displays neuroprotective properties towards glutamate-induced cell death. Leucettines deserve further development as potential therapeutic agents for the treatment of Alzheimer's disease and Down syndrome.

Une inquiétude majeure de notre société moderne est de fournir de l’énergie à une demande mondiale toujours croissante. Les énergies alternatives sont alors un domaine de recherche stimulant et stimulé. Comme technologie prometteuse, les piles à combustible comportant une membrane conductrice de protons montrent des résultats encourageants en simulation et en laboratoire. Ces membranes sont souvent composées de polymères perfluorés, comme le Nafion\textsuperscript{\textregistered}, malgré leur coût et leur faible efficacité à haute température. Une meilleure compréhension de leurs propriétés intrinsèques mènerait à des indices vers de nouvelles membranes stables thermiquement, chimiquement, et plus efficaces. Cette étude concerne alors la simulation de membranes composées de Nafion\textsuperscript{\textregistered} à différents taux d’hydratation. Une des problématiques mentionnées précédemment concerne l’efficacité des membranes à faible taux d’hydratation. La conductivité du Nafion\textsuperscript{\textregistered} décroît fortement lorsque peu de molécules d’eau sont présentes dans le matériau. Ce fait est directement lié aux états de l’eau. En effet, les molécules présentes en faible concentration ne se comportent pas comme l’eau en \textit{bulk} (ex.: un verre d’eau). Celles-ci sont fortement liées au groupement chimique sulfonique, ce qui réduit leur mobilité et, par ailleurs, leur capacité de conduire des protons. À plus haute concentration en eau dans la membrane, trois autres états apparaissent: l’eau normale, un état intermédiaire et l'eau liée au groupement d'acide sulfonnique. La conductivité de la membrane augmente donc drastiquement lorsque la prise d’eau de la membrane atteint un seuil critique. Une fraction élevée d’eau à l'état normale dans une membrane est alors corrélé à une meilleure efficacité de cette dernière. Par ailleurs, ceci explique pourquoi le Nafion\textsuperscript{\textregistered} trône au sommet du palmarès pour les matériaux solides conducteurs: en comparaison avec les autres matériaux, ce polymère perfluoré possède plus d’eau à l'état normal (pour un taux d’hydratation constant). Les résultats font alors objet de l’identification des états de l’eau dans un matériau simulé. Dans un premier temps, la quantification des pourcentages relatifs des états de l’eau au sein d’une membrane perfluorée a été faite. L’état le plus important est l’eau libre, où cette quantité dans une membrane est corrélée avec la conductivité de celle-ci. La performance de cette dernière est alors reliée à l’eau libre qu’elle contient. Pour confirmer les bonnes définitions employées, les molécules d’eau sont alors soumises à des tests pour sonder leur déplacement et rotation dans l’espace. Les données calculées sont ensuite comparées à des expériences en calorimétrie différentielle à balayage, résonance magnétique nucléaire du proton et spectroscopie d’impédance électrique. La validation des résultats étant faite, le transfert des connaissances aux polymères dérivés du norbornène peut être accompli. Ces nouvelles connaissances seront la clé pour l’élaboration d’une procédure de simulation à la prédiction de nouveaux matériaux. Les perspectives à court terme englobent l’étude de différents dérivés du norbornène. Les composés les plus prometteurs seront communiqués à des chimistes spécialistes en synthèse de matériaux fonctionnels. [Symboles non conformes]

Proteochemometrics (PCM) est une bioactivité prophétique la méthode posante de simultanément modeler la bioactivité de ligands multiple contre des objectifs multiples... / Proteochemometrics (PCM) is a predictive bioactivity modelling method to simultaneously model the bioactivity of multiple ligands against multiple targets. Therefore, PCM permits to explore the selectivity and promiscuity of ligands on biomolecular systems of different complexity, such proteins or even cell-line models. In practice, each ligand-target interaction is encoded by the concatenation of ligand and target descriptors. These descriptors are then used to train a single machine learning model. This simultaneous inclusion of both chemical and target information enables the extra- and interpolation to predict the bioactivity of compounds on targets, which can be not present in the training set. In this thesis, a methodological advance in the field is firstly introduced, namely how Bayesian inference (Gaussian Processes) can be successfully applied in the context of PCM for (i) the prediction of compounds bioactivity along with the error estimation of the prediction; (ii) the determination of the applicability domain of a PCM model; and (iii) the inclusion of experimental uncertainty of the bioactivity measurements. Additionally, the influence of noise in bioactivity models is benchmarked across a panel of 12 machine learning algorithms, showing that the noise in the input data has a marked and different influence on the predictive power of the considered algorithms. Subsequently, two R packages are presented. The first one, Chemically Aware Model Builder (camb), constitues an open source platform for the generation of predictive bioactivity models. The functionalities of camb include : (i) normalized chemical structure representation, (ii) calculation of 905 one- and two-dimensional physicochemical descriptors, and of 14 fingerprints for small molecules, (iii) 8 types of amino acid descriptors, (iv) 13 whole protein sequence descriptors, and (iv) training, validation and visualization of predictive models. The second package, conformal, permits the calculation of confidence intervals for individual predictions in the case of regression, and P values for classification settings. The usefulness of PCM to concomitantly optimize compounds selectivity and potency is subsequently illustrated in the context of two application scenarios, which are: (a) modelling isoform-selective cyclooxygenase inhibition; and (b) large-scale cancer cell-line drug sensitivity prediction, where the predictive signal of several cell-line profiling data is benchmarked (among others): basal gene expression, gene copy-number variation, exome sequencing, and protein abundance data. Overall, the application of PCM in these two case scenarios let us conclude that PCM is a suitable technique to model the activity of ligands exhibiting uncorrelated bioactivity profiles across a panel of targets, which can range from protein binding sites (a), to cancer cell-lines (b).

Les anticorps monoclonaux anti-tumoraux sont produits en cellules eucaryotes. Pour des raisons de temps et de cout, peu de candidats sont sélectionnés après des tests in vitro pour être produits à large échelle et testés in vivo. Pour tester plus d’anticorps plus rapidement, nous souhaitons produire des fragments variables simple chaine (scFv) chez E. coli. et les coupler à un fragment constant Fc par chimie click pour reconstituer des mimes d’immunoglobulines naturelles. Cette production indépendante des fragments est aussi un outil modulaire permettant de combiner rapidement un grand nombre scFv et de Fc différents.La chimie click est basée sur une réaction spécifique et de haut rendement entre un azide et un cyclooctyne. Les fragments ont donc été fonctionnalisés sur des résidus spécifiques (tags) par des composés chimiques pour introduire ces fonctions à leur extrémité. La première étape a consisté à introduire des tags en C-terminal du scFv anti-HER2 4D5 et en N-terminal du Fc d’IgG1 humaine. Les scFv ont été produits en cytoplasme d’E. coli à hauteur d’au moins 100 mg/L puis oxydés in vitro au sulfate de cuivre. Le fragment Fc a été produit classiquement en cellules humaines. Cinq réactions chimiques ou enzymatiques ont été optimisées et comparées en termes de spécificité et de rendement. La conjugaison d’une amine sur un tag glutamine catalysée par la transglutaminase microbienne a donné les meilleurs résultats. Le scFv a ainsi été dérivé par l’azadibenzocyclooctyne et le Fc par l’azide à hauteur de 60-70%. Lorsqu’ils sont mélangés, ces fragments forment un (scFv)2-Fc et un scFv-Fc avec des rendements globals respectifs de 10-20% et 20-30% après optimisation.Les mélanges scFv + Fc après réaction de chimie click se fixent de la même façon que le (scFv)2-Fc eucaryote au récepteur HER2. Il reste désormais à montrer que leur capacité à inhiber la prolifération d’une lignée exprimant ce récepteur est similaire. L’objectif final est d’obtenir une inhibition de croissance tumorale similaire sur des xénogreffes. / Anti-tumoral monoclonal antibodies are currently produced in eukaryotic cells. For cost and time reasons, a limited number of potential candidates are selected after in vitro tests. They are produced at large scale and then tested in vivo. To test more antibodies and more rapidly, we chose to produce single chain variable fragments (scFv) in bacteria, and to couple them to the eukaryotic constant fragment (Fc) thanks to click chemistry to reconstitute immunoglobulin-like compounds. For a given cost, this enables to produce and test in vivo a larger number of clones. This independent production of fragments is also a flexible tool allowing the combination of different Fc isotypes/allotypes with different scFvs.Click chemistry is based on a specific and high-yield reaction between and azide and a cyclooctyne. Therefore, antibody fragments were functionalised on specific residues (tags) by chemical linker so that each part will contain one of these chemical moieties at their extremity. The first step consisted in introducing tags into the anti-HER2 scFv 4D5 C-terminus and human IgG1 Fc N-termini sequences. The scFvs were produced with yields higher than 100 mg/L in the E. coli cytoplasm and in vitro oxidized with copper sulfate. The Fc fragment was classically produced in human cells. Five chemical or enzymatical reactions were optimised and compared in terms of specificity and yield. The coupling between an amine and a glutamine tag catalysed by microbial transglutaminase gave the best results. The scFv fragment was thus functionalised with an azadibenzocyclooctyne and the Fc fragment with an azide at 60-70%. When mixed together, these fragments formed a (scFv)2-Fc and a scFv-Fc with global yields respectively of 10-20% and 20-30% after optimisation.After the click reaction, the scFv + Fc mix binds to the HER2 receptor on the same way as the eukaryotic (scFv)2-Fc in terms of HER2-binding and proliferation inhibition capacity. Now, it must be demonstrated that their proliferation inhibition of a HER2-positive cell line is similar. The final aim is to get a similar tumour growth inhibition on murine xenografts.

Au cours des dix dernières années, il a été observé une augmentation des maladies métaboliques (obésité, diabète de type 2…) avec des conséquences dramatiques en santé humaine. Un intérêt scientifique a émergé pour mieux comprendre comment les bactéries lactiques (BLs) régulent la l’équilibre énergétique de leur hôte. PPAR- (peroxisome proliferator activated receptor ), un récepteur nucléaire, et FIAF (fasting – induced adipose factor) une adipokine apparaissent comme deux régulateurs centraux dans l’homéostasie énergétique. Dans cette étude, nous avons examiné les mécanismes de régulation de Fiaf par les BLs. Nous avons identifié une souche L.rhamnosus CNCMI–4317 induisant l’expression de Fiaf dans la cellule épithéliale intestinale. Nous avons déterminé que cet effet était probablement du à une protéine de surface agissant de façon indépendante de PPAR-. Nous avons confirmé cet effet dans un model in vivo. De plus, nous avons réalisé une transcription du génome complet des cellules HT-29 en contact avec la bactérie confirmant une régulation de Fiaf et suggérant une régulation supplémentaire dans le métabolisme des lipides.Nous avons caractérisé un model HT-29 PPAR- rapporteur à la luciférase. Nous avons appliqué une approche de métagénomique fonctionnelle développée au sein de l’équipe pour cribler des banques génomiques de bactéries lactiques (BLs). Nous n’avons pas réussi à identifier des clones d’intérêt parmi les banques testées. Nous avons également développé une méthode de criblage des BLs sur le modèle HT-29 PPAR-mais après avoir caractériser l'effet bactérien, nous n’avons pas pu confirmer celui-ci par une approche classique de RT-qPCR. Nous avons donc émis l’hypothèse que l’effet observé était un effet direct sur le signal luciférase.Ce travail contribue à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation du métabolisme de l’hôte par les bactéries. / Over the last decades, an increase of metabolic diseases (obesity, type-2 diabetes…) has been observed with dramatic consequences on human health. Scientific interest has extended for a better understanding of lactic acid bacteria (LAB) regulation of host energy balance. PPAR- (peroxisome proliferator activated receptor ), a nuclear receptor, and FIAF (fasting – induced adipose factor), a secreted adipokine, appear as two major regulators of energy homeostasis.In this study we examined the mechanisms of Fiaf regulation by LAB. We identified a lactobacillus rhamnosus (L.rhamnosus) CNCMI-4317 strain up-regulating Fiaf expression in intestinal epithelial cells (HT-29). We determined that the effect was probably due to a surface exposed protein acting in a PPAR- independent manner. We confirmed this regulation in an in vivo model. Furthermore, we performed a whole genome transcription (of HT-29 in contact with bacteria) confirming the Fiaf regulation and suggesting an additional lipids metabolism regulation. We characterized a HT-29 PPAR- luciferase reporter model. We applied functional metagenomic approach developed inside the team to screen bacteria genomic libraries. We failed to identify clones of interest among tested libraries. We also performed a screening of LABs on PPAR- luciferase reporter model but after characterization of bacterial effect we failed to confirm it using another approach based on RT-qPCR and speculated that it was a direct effect on luciferase activity. This work contributed to a better knowledge of host metabolism regulation by bacteria.

Le cytosquelette représente un élément crucial dans les processus cellulaires essentiels des cellules lymphoïdes. Les différents filaments du cytosquelette et leurs modes de régulation représentent donc des cibles thérapeutiques majeures pour le développement de nouveaux composés pharmacologiques. Au cours de ce travail de thèse, nous avons mis au point une nouvelle méthode d’analyse par cytométrie en flux (CytoFRET) permettant de visualiser simultanément la dynamique de polymérisation des filaments d’actine, des microtubules et des filaments intermédiaires de vimentine dans la lignée leucémique T Jurkat. Cette méthode a été utilisée pour le criblage d’une mini-chimiothèque composée d’inhibiteurs d’enzymes impliquées dans les modifications post-traductionnelles des protéines. Nous avons ainsi identifié deux composés, le WP1130 et le b-AP15, des inhibiteurs d’enzymes de déubiquitination (DUBs), comme puissants inducteurs de la polymérisation/nucléation de l’actine. Nous avons montré que l’effet de ces inhibiteurs sur les microfilaments d’actine est consécutif à une poly-ubiquitination de la Destrine, une protéine de liaison à l’actine. Nous avons également identifié des inhibiteurs des déacétylases HDAC6 et SIRT2 comme inducteurs de la polymérisation des microtubules et de l’assemblage de la vimentine. L’effet de ces inhibiteurs a été corrélé à une acétylation directe de la tubuline mais pas de la vimentine. Ces résultats ouvrent ainsi de nouvelles perspectives à la fois fondamentale et thérapeutique sur la physiopathologie du cytosquelette des cellules lymphoïdes. / Actin, microtubules, and intermediate filaments compose three major cytoskeletal structures of vertebrate cells that are characterized by highly dynamic balances between assembly and de-assembly, underlying critical cellular processes such as mitosis, architecture and movement. Consequently, cytoskeleton dysfunctions have been implicated in several pathological situations including cell transformation and metastasis. Thus, cytoskeletal networks represent major targets for the development of novel anti-cancer and anti-metastatic therapies. However, drug development is currently limited by the availability of high-throughput screening systems allowing the simultaneous monitoring of actin, microtubules and intermediate filaments dynamics in living cells. In this work, we have developed a novel screening assay of cytoskeleton dynamics based on the simultaneous recording by flow cytometry of FRET signals produced by the variation of actin, tubulin and vimentin filaments dynamics in living cells. Our novel method was employed to screen a mini-library of drugs known for their ability to interfere with post-translationnal modifications of proteins. Interestingly, our approach revealed that compounds interfering with lysine acetylation have a dramatic impact on vimentin filaments assembly and microtubules polymerization. In addition, two inhibitors (WP1130 and b-AP15) of deubiquitinating enzymes showed increase of actin polymerization. This effect was attributed to poly-ubiquitnation of Destrin, an actin binding protein. In conclusion, our FRET multiplex flow cytometry assay represents a novel effective method for the future development of new anti-cancer therapies.