Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Les troubles alimentaires sont sérieux et peuvent mettre la vie de ceux qui en souffrent en danger. Une activité anormale de Taxe hypothalamo-hypophyso-surrénalien et une dysfonction de l'hypothalamus sont d'ailleurs associées aux troubles alimentaires. En outre, les récents rapports cliniques soulignent le rôle du thalamus dans les troubles alimentaires puisqu'une lésion du thalamus dorsal, particulièrement le noyau paraventriculaire thalamique (PVT), affecte sévèrement la sensibilité des patients au stress de même que leur alimentation. Les projections réciproques du PVT à l'hypothalamus, au système limbique et au cortex préfrontal suggèrent que cette région est en bonne position pour moduler le comportement alimentaire et l'activité de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien. Ce projet visait à étudier la localisation de l'oscillateur entraîné par la prise alimentaire (FEO) en caractérisant la dynamique de l'activation neuronale dans le cerveau des rats pendant l'anticipation alimentaire et suite à la prise alimentaire et d'étudier la régulation de l'activité de l'axe HPA en fonction de la condition alimentaire. Les résultats obtenus suggèrent que le FEO pourrait être représenté par un réseau neuronal distribué, le circuit septohippocampal-thalamo-hypothalamique. Les subdivisions du PVT et de plusieurs noyaux hypothalamiques ont d'ailleurs des rôles différents en fonction de la condition alimentaire. De plus, les résultats obtenus démontrent que la dynamique de l'activation neuronale de l'anticipation alimentaire est différente de celle de la prise alimentaire. Finalement, les résultats ont montré que l'activation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien au niveau périphérique n'est pas accompagnée de l'activation des neurones à corticolibérine. Ce projet a permis d'acquérir des connaissances détaillées sur la neuroanatomie et la neurophysiologie du thalamus et de l'hypothalamus impliqués dans la régulation de la prise alimentaire. En outre, ce projet a aidé à mieux comprendre les mécanismes centraux liés à l'augmentation de la prise alimentaire et à l'obésité, la pathologie considérée actuellement par l'Organisation Mondiale de la Santé comme une maladie de dimension pandémique.

L’objectif du présent projet était de caractériser l’impact d’injections d’acide folique et de vitamine B12 sur la reprise de l’activité ovarienne postpartum chez des vaches laitières grâce à une amélioration de l’efficacité du métabolisme énergétique. La phase expérimentale s’est effectuée sur 24 vaches réparties en 12 blocs de deux vaches. À partir de trois semaines avant la date prévue du vêlage les vaches ont reçu une injection intramusculaire hebdomadaire de 5 ml de : 1) saline 0,9 % ou; 2) 320 mg d’acide folique et 10 mg de vitamine B12. La prise alimentaire et la production du lait ont été enregistrées. Des échantillons de lait ont été récoltés aux deux semaines et analysés pour les composantes du lait. Des échantillons sanguins ont aussi été prélevés à toutes les semaines, sauf pour les trois premières semaines postpartum durant lesquelles des échantillons sanguins ont été prélevés aux trois jours, afin d’évaluer le statut métabolique. À compter du jour 30 de lactation, des échantillons sanguins ont été prélevés aux trois jours afin de définir le point de reprise de l’activité ovarienne. Le développement folliculaire a été suivi par un examen échographique aux trois jours à partir du jour 42. Aux fin de caractériser le développement folliculaire, une classification basée sur le diamètre des follicules (f<8 mm; 8<f<10 mm; 10<f<12 mm; 12<f<13 mm and f>14 mm) a été utilisée. Durant chaque échographie, le nombre de follicules dans chaque classe a été enregistré. La comparaison de développement folliculaire entre les vaches demandait un moment précis et comparable, et pour ce faire, le profil de concentrations sanguines de progestérone à l’ovulation comme un point commun des animaux a été retenu. Pour le taux de gestation, seule une conception à la première insémination a été considérée comme un résultat positif. Les concentrations plasmatique plus élevées de vitamine B12 et d’acide folique chez les animaux traités (p<0,0001, p=0,0014 respectivement) confirment que l’administration du traitement fut efficace. Les résultats ont mis en évidence l’effet positif du supplément vitaminique sur la perte de poids en début de lactation, période de balance négative d’énergie (p=0,0036). Le traitement vitaminique a augmenté le lactose total secrété dans le lait (p=0,0139), durant les premières huit semaines suivant la parturition et aussi la sécrétion de protéines totales du lait (p=0,0204), même si les gras totaux n’étaient pas significativement affectés par le traitement (p=0,3059). Ni les pourcentages des composantes du lait (gras, lactose et protéines), ni la prise alimentaire en périodes de pré- et postpartum, ont été affectés par le traitement (p>0,1). La production du lait tendait à augmenter chez les animaux traités (p=0,0543). La concentration de BHB a été diminuée par les vitamines en période postpartum (p=0,032) et un effet du temps a aussi été observé (p=0,005). Les analyses des données postpartum confirment une tendance décroissante dans le temps du BHB chez les vaches traitées (p=0,063). La concentration plasmatique de l'urée n'a pas été influencée par le traitement. La concentration plasmatique des AGL n'a pas été affectée par le traitement, mais une interaction de traitement et temps (p=0,076, p=0,088 pour le pré et postpartum, respectivement) indique une tendance à être plus faible chez les vaches traitées. Il y avait plus de follicules pré-ovulatoires chez les vaches traitées (p=0,0263) et le follicule dominant était plus gros (p=0,0091). Une différence significative des concentrations sériques d’œstradiol à l’ovulation ± 1 jour (p=0,0433) confirme le nombre et la taille plus élevés des follicules chez les vaches traitées. La première insémination des vaches se faisait au premier œstrus après 57 jours de lactation. Les vaches recevant l’injection de vitamine B12 et d’acide folique ont été inséminées 5,5 jours avant les vaches témoins mais la différence n’était pas significative. Les résultats confirment l’hypothèse de départ que des injections de vitamine B12 et d’acide folique auraient des effets positifs sur les performances productives et reproductives de vaches laitières en début de lactation.

Au cours de sa vie, un individu sur cinq sera touché par la dépression. Cette pathologie est la principale cause d'incapacité mondiale. Malgré l'existence de traitements pharmacologiques, 30 à 50 % d'individus déprimés ne répondent pas aux antidépresseurs. Ce faible taux souligne l'importance d'étudier des approches thérapeutiques novatrices qui ciblent les systèmes biologiques comme l'axe intestin-cerveau ou encore l'utilisation de stratégies préventives. Le stress chronique est un contributeur majeur au développement de la dépression et est associé à une activation de la réponse inflammatoire. Cette dernière affecte directement l'intégrité de la barrière intestinale, plus particulièrement la couche de cellules épithéliales interconnectées par les jonctions serrées qui tapissent l'intestin, régulant la perméabilité intestinale. Pour valider l'efficacité des stratégies préventives et d'étudier les effets du stress chronique sur l'intégrité intestinale, nous utilisons le modèle murin de la défaite sociale qui mime l'intimidation par les pairs. Pendant 10 jours, des souris mâles sont mises en contact avec un agresseur et en contact sensoriel. Ensuite, les sujets passent un test d'interactions sociales pour déterminer le phénotype comportemental face au stress, soit la susceptibilité ou la résilience. Pendant la défaite, elles sont exposées à un environnement enrichi ou de l'exercice physique, qui reproduit les stratégies préventives, favorisant la résilience face au stress. Les tissus intestinaux sont récoltés pour l'analyse transcriptionnelle et morphologique des protéines de jonctions serrées pour vérifier les changements de la barrière intestinale. Les stratégies préventives augmentent la proportion de souris résilientes. Au sein de cette population, l'expression des protéines de jonction serrée de l'intestin montre une adaptation moléculaire reliée à une diminution du stress chronique, ce qui suggère que l'intégrité de la barrière intestinale pourrait jouer un rôle clé dans la réponse au stress. Ces changements physiologiques pourraient prévenir les symptômes dépressifs et favoriser de nouvelles modalités thérapeutiques pour traiter la dépression. / Throughout life, one in five individuals will be affected by major depressive disorder (TDM). This disorder is the main cause of disability worldwide. Even though pharmacological treatment is available, only 30 to 50 % of depressed patients completely remit, suggesting that novel therapeutic approach targeting biological systems such as the gut-brain axis or preventive strategies should be studied. Chronic stress is the main contributor to the development of TDM and is associated with activation of inflammatory responses. This in return affects gut barrier (BI) integrity, more specifically the intestinal cell epithelium interconnected by tight junction proteins, regulating gut permeability. To validate efficacy of preventive strategies and study chronic stress effect on gut barrier integrity, we used a murine model of chronic social defeat stress (CSDS) which mimics intimidation. For 10 days, male mice are put in contact with a novel aggressor and after in sensory contact. After, animals are subjected to the social interaction test to determine behavioral phenotype, either susceptibility or resilient to stress. During the defeat, mice have access to enrich environment (EE) or voluntary wheel running (VWR), which reproduced preventive strategies. Intestinal tissue is collected for transcriptional analysis and morphological evaluation of tight junction protein to study intestinal barrier changes. Preventive strategies increase resilient mouse population. Expression of tight junction protein in the jejunum show molecular adaptation related a dampened stress response, suggesting that integrity of BI could play a key role in response to chronic stress. These physiological changes could prevent depressive symptoms and may open new alternatives in treatment of depression.

Ce travail a consisté à analyser, par des approches toxicocinétiques (TK) et mécanistiques, les effets oestrogéniques du Bisphenol A (BPA) sur un biomarqueur précoce et sensible : la sécrétion de l'hormone lutéinisante (LH) chez la brebis prépubère ovariectomisée. La plus faible concentration plasmatique en BPA induisant une inhibition de LH s'est avérée proche des concentrations maximales décrites chez l'Homme. Cette inhibition de LH pourrait impliquer une inhibition des systèmes neuronaux à kisspeptine. L'approche TK comparative d'espèces a montré que la clairance du BPA est toujours élevée, proche du débit sanguin hépatique. Pour une exposition à la dose journalière admissible, cette approche permet de prédire chez l'Homme des concentrations en BPA très inférieures à celles associées à une inhibition de LH dans notre modèle. / The goal of this thesis was to analyse through toxicokinetic (TK) and mechanistic approaches the estrogeno-mimetic effects of bisphenol A (BPA) on a precocious and sensitive biomarker: LH secretion in ovariectomized female lambs. The lowest plasma BPA concentrations associated to an inhibition of LH secretion appeared to be close to the highest one reported in human. LH suppression could be mediated by an inhibition of hypothalamic kisspeptin systems. The multispecies TK approach showed that BPA clearance is always high and equivalent to the liver blood flow. For an exposure scheme corresponding to the tolerable daily intake, this approach allows to predict human BPA concentration much lower than the one associated to LH inhibition in our highly sensitive lamb model.

Le fipronil, insecticide largement utilisé, est un perturbateur thyroïdien chez le rat modulant le catabolisme hépatique des hormones thyroïdiennes. Ses effets chez le mouton, considéré comme un modèle plus pertinent que le rat pour étudier une régulation de la fonction thyroïdienne chez l'Homme, sont plus limités. Le but de cette thèse était de caractériser au niveau hépatique le mode d'action du fipronil sur la fonction thyroïdienne en s'intéressant 1) au rôle potentiel du principal métabolite du fipronil formé in vivo, le fipronil sulfone, et 2) aux différences interspécifiques de métabolisme du fipronil et/ou de sensibilité à la perturbation thyroïdienne qui peuvent préjuger de la pertinence des différents modèles animaux pour l'analyse du risque du fipronil pour la santé humaine. L'efficacité du fipronil sulfone à induire l'expression et/ou l'activité d'enzymes responsables du métabolisme hépatique des hormones thyroïdiennes ou du fipronil était la même que celle du fipronil autant in vivo chez le rat que in vitro sur hépatocytes. L'utilisation d'un modèle de souris déficientes pour des récepteurs nucléaires xénosenseurs suggérait fortement une implication des récepteurs nucléaires Constitutive Androstane Receptor et/ou Pregnane X Receptor dans la perturbation thyroïdienne induite par le fipronil / The widely used insecticide fipronil is a thyroid disruptor in rat acting on thyroid hormone hepatic metabolism. In sheep, a more relevant species for the human thyroid regulation, fipronil-induced thyroid-disruption is much more limited. The goal of this thesis was to characterize the mode of action of fipronil on thyroid function at the hepatic level focusing on 1) the potential role of fipronil sulfone, the main fipronil metabolite formed in vivo, and on 2) interspecific differences in terms of fipronil metabolism and/or sensitivity to thyroid disruption that can prejudge of the relevance of the different animal models for the risk assessment of fipronil for human health. Fipronil sulfone was as efficient as fipronil to induce the expression and/or activity of enzymes involved in thyroid hormone or fipronil hepatic metabolism both in vivo in rat and in vitro on hepatocytes. The use of knock-out mice for xenosensors nuclear receptors strongly suggested an implication of the nuclear receptor Constitutive Androstane Receptor and/or Pregnane X Receptor on fipronil-induced thyroid disruption

Dans cette étude, un nouveau complexe de fer est utilisé dans des processus d’oxydation avancée pour la dégradation de polluants organiques présents dans l’eau. Le fer ferrique (Fe(III)) et l’acide éthylène diamine-N,N’-disuccinique (EDDS) forment un complexe Fe(III)-EDDS dont la structure a été mise en évidence durant ce travail. Les propriétés photochimiques du complexe ont ensuite été évaluées en fonction de différents paramètres physico-chimiques dont le pH qui est apparu comme un paramètre clé pour l’efficacité des processus testés. Ensuite nous avons donc travaillé sur l’utilisation de ce complexe dans les processus de Fenton modifié, photo-Fenton et comme activateur des persulfates (S2O82-). Nos expériences ont été réalisées en présence du 4-tert-butylphénol (4-t-BP) qui est connu pour être un perturbateur endocrinien. Nous avons ensuite mis en évidence les conditions optimales du traitement pour la dégradation du 4-t-BP. Il est apparu que le pH joue un rôle très important et qu’en présence de ce complexe de fer, l’efficacité est plus importante pour des pH neutre ou légèrement basique. L’identification des radicaux oxydants responsables de la dégradation du polluant a également été réalisée. Dans ce cadre nous avons montré que le radical sulfate joue un rôle plus important que le radical hydroxyle lors du processus d’activation des persulfates. / Advanced Oxidation Processes (AOPs) have been proved to be successfully applied in the treatment of sewage. It can decolorize the wastewater, reduce the toxicity of pollutants, convert the pollutants to be a biodegradable by-product and achieve the completed mineralization of the organic pollutants. The Fenton technologies which are performed by iron-activated hydrogen peroxide (H2O2) to produce hydroxyl radical (HO•) has been widely investigated in the past few decades. Recently, Sulfate radical (SO4•-) which was produced by the activation of persulfate (S2O82-) is applied to the degradation of organic pollutants in water and soil. It is a new technology recently developed. It is also believed to be one of the most promising advanced oxidation technologies.In this study, a new iron complex is introduced to the traditional Fenton reaction. The ferric iron (Fe(III)) and Ethylene diamine-N,N′-disuccinic acid (EDDS) formed the complex named Fe(III)-EDDS. It can overcome the main disadvantage of traditional Fenton technology, which is the fact that traditional Fenton technology can only perform high efficiency in acidic condition. Simultaneously, EDDS is biodegradable and it is one of the best environment-friendly complexing agents. On the other hand, the transition metal is able to activate S2O82- to generate SO4•-. Therefore, Fe(III)-EDDS will also be applied to activate S2O82- in the present study. 4-tert-Butylphenol (4-t-BP) has been chosen as a target pollutant in this study. It is widely used as a chemical raw material and is classified as endocrine disrupting chemicals due to the estrogenic effects. The 4-t-BP degradation rate (R4-t-BP) is used to indicate the efficiency of the advanced oxidation processes which are based on Fe(III)-EDDS utilization. The main contents and conclusions of this research are shown as follows:In the first part, the chemical structure and properties of Fe(III)-EDDS and the 4-t-BP degradation efficiency in UV/Fe(III)-EDDS system were studied. The results showed that Fe(III)-EDDS was a stable complex which was formed by the Fe(III) and EDDS with the molar ratio 1:1. From the photoredox process of Fe(III)-EDDS, the formation of hydroxyl radical was confirmed including that HO• is the main species responsible for the degradation of 4-t-BP in aqueous solution. Ferrous ion (Fe(II)) was also formed during the reaction. With the increasing Fe(III)-EDDS concentration, 4-t-BP degradation rate increased but is inhibited when the Fe(III)-EDDS concentration was too high. Indeed, Fe(III)-EDDS is the scavenger of HO•. pH value had a significant effect on the degradation efficiency of 4-t-BP that was enhanced under neutral or alkaline conditions. On the one hand, Fe(III)-EDDS presented in the FeL-, Fe(OH)L2-, Fe(OH)2L3-, Fe(OH)4- four different forms under different pH conditions and they had different sensitivity to the UV light. On the other hand, pH value affected the cycle between Fe(III) and Fe(II ). The formation of hydroperoxy radicals (HO2•) and superoxide radical anions (O2•-) (pka = 4.88) as a function of pH was also one of the reasons. It was observed that O2 was an important parameter affecting the efficiency of this process. This effect of O2 is mainly due to its important role during the oxidation of the first radical formed on the pollutant. (...)

Le cancer du sein est le plus fréquent des cancers de la femme. Son incidence n'est expliquée que partiellement par les facteurs de risque bien établis comme les facteurs reproductifs, hormonaux ou génétiques. Plusieurs éléments suggèrent l'existence de facteurs de risque environnementaux, tels que les polluants organochlorés persistants connus comme perturbateurs endocriniens. Les objectifs de ce travail sont : d'étudier les niveaux d'exposition, et leurs déterminants, au DDE (principal métabolite de l'insecticide DDT) et aux polychlorobiphényles (PCB) ; d'estimer par une modélisation pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) les niveaux d'exposition au PCB-153 à la période péri-pubertaire qui constitue une fenêtre de susceptibilité accrue de la glande mammaire aux agents environnementaux ; d'étudier le rôle du DDE et du PCB-153 dans le risque de cancer du sein, à la fois à partir de prélèvements sanguins actuels et, pour le PCB-153, à partir de niveaux estimés à la période péri-pubertaire.Ce travail a été effectué à partir de l'étude CECILE, étude cas-témoins en population générale incluant 1055 témoins et 1080 cas de cancer du sein diagnostiqués de février 2005 à mars 2008 dans les départements d'Ille-et-Vilaine et de Côte d'Or chez lesquels un prélèvement sanguin a permis d'effectuer des dosages de p,p'-DDE et de PCB-153. La modélisation PBPK mise en place en coopération avec une équipe de toxicologues canadiens a permis de simuler des profils toxicocinétiques vie entière de PCB-153 et d'estimer les niveaux d'exposition au cours de la puberté. Cette modélisation est basée sur les niveaux mesurés au moment de l'enquête, les facteurs individuels de variation (poids, taille, grossesses, allaitement) connus d'après le questionnaire et la courbe de contamination environnementale au cours du temps.Les niveaux de contamination biologique observés sont plus faibles que ceux rapportés précédemment dans les populations occidentales. Nous montrons également que les principaux facteurs prédictifs des niveaux sériques de p,p'-DDE et de PCB-153 chez les femmes incluent l'âge, les habitudes alimentaires, le poids et ses variations au cours du temps, les grossesses et l'allaitement, et le lieu de résidence. Nous n'observons pas d'association entre les niveaux de p,p'-DDE et le risque de cancer du sein, mais une association inverse apparaît pour les cancers du sein de type négatifs pour les récepteurs hormonaux. Nous observons également une association inverse avec les niveaux de PCB-153 chez les femmes de 50 ans et plus. L'association inverse est renforcée lorsque les niveaux sont estimés pour la période péri-pubertaire à l'aide des modèles PBPK chez les femmes de la génération 1951-1960, correspondant à la cohorte de naissance des femmes de plus de 50 ans ayant connu les expositions aux PCB les plus élevées durant leur puberté.Plusieurs mécanismes biologiques pourraient expliquer l'association inverse observée entre le cancer du sein et l'exposition aux PCB. Ces résultats doivent être confirmés par des études tenant compte des fenêtres de susceptibilité de la glande mammaire et constituent une piste intéressante à approfondir.

Contexte : Les parabènes sont des substances antibactériennes et antifongiques utilisées comme conservateurs dans de nombreux produits d’usage courant (cosmétiques, soins personnels, pharmaceutiques et alimentaires). Des études in vitro et in vivo ont signalé les effets de perturbation endocrinienne des parabènes, soulevant des inquiétudes quant à leurs risques potentiels pour la santé humaine. Objectif : Évaluer l’association entre les concentrations urinaires de parabènes et les concentrations sériques d’hormones de la reproduction (estradiol, progestérone, hormone folliculostimulante et hormone lutéinisante) chez les jeunes filles de la population générale canadienne. Méthodes: Les données de l'Enquête canadienne sur les mesures de la santé (2014 – 2015) concernant les filles âgées entre 6 et 17 ans ont été utilisées pour cette étude. L’association entre les concentrations urinaires de parabènes et des hormones a été analysée par régression linéaire multivariée, en ajustant pour les covariables suivantes : âge, indice de masse corporelle, ethnicité, revenu, et saison lors de la collecte des échantillons urinaires et sanguins. Résultats : Les 382 participantes incluses dans cette étude étaient majoritairement blanches (76%), avaient un indice de masse corporelle normal (73%) et des niveaux détectables d’au moins un parabène (92 %). Des concentrations de parabènes plus élevées étaient associées à des concentrations d'hormones de la reproduction significativement inférieures pour l’estradiol, et les hormones folliculostimulante et lutéinisante; il n’y avait pas d’association pour la progestérone. Un doublement des concentrations des parabènes urinaires était associé à des concentrations inférieures d'estradiol de 5,8% (IC à 95% -9,3; -2,1), d’hormone folliculostimulante inférieure de 4,2% (IC à 95% -7,9; -0,3) et d’hormone lutéinisante inférieure de 10,8% (IC à 95% -17,4; -3,7). Discussion : Cette étude montre que l'exposition aux parabènes était associée à des concentrations circulantes plus faibles d'hormones de la reproduction chez des jeunes filles de la population générale. Le devis transversal ne permet pas de réaliser d’inférences causales. Néanmoins, ces résultats concordent avec les études animales et suggèrent que l’exposition aux parabènes pendant le développement puisse altérer le fonctionnement du système reproducteur. Des études longitudinales permettraient de confirmer, ou non, ces résultats. / Background: Parabens are chemical substances used as preservatives for their antibacterial and antifungal properties in many everyday products (personal care, cosmetics, pharmaceutical and food). Several in vitro and in vivo studies have shown their endocrine disrupting potential, raising some concerns for potential adverse human health effects. Objective: To assess the cross-sectional association between urinary concentration of parabens and serum reproductive hormones (estradiol, progesterone, follicle stimulating hormone and luteinizing hormone) in girls in the general Canadian population. Methods: Data from the Canadian Health Measures Survey (2014 – 2015) on girls aged 6-17 were used for this study. Associations between hormones and parabens were analyzed with multivariable linear regressions, adjusting for potential confounders (i.e., age, body mass index, ethnicity, household income, and sampling season). Results: The girls and teens included in the study (n=382) were mostly white (76%), had a normal body mass index (73%), and detectable levels of at least one paraben (92%). We observed significantly lower concentrations of reproductive hormones with higher paraben concentrations; there was no association with progesterone concentrations. A doubling in urinary parabens was associated with lower estradiol by 5.8% (95% CI -9.3, -2.1), lower FSH by 4.2% (95% CI -7.9, -0.3), and lower LH by 10.8% (95% CI -17.4, -3.7). Discussion: This study shows that exposure to parabens is associated with lower circulating levels of reproductive hormones in young girls in the general population. The cross-sectional design does not allow to make causal inferences. However, these results are consistent with animal studies and suggest that exposure to parabens during development may affect the functioning of the reproductive system. Future studies should employ a longitudinal design verify these results.

Titre de l'écran-titre (visionné le 14 août 2023) / La maladie d'Alzheimer (MA) est la cause la plus commune de démence chez les personnes de 65 ans et plus. Qu'est-ce qui déclenche réellement cette maladie ? La réponse est probablement une interaction dynamique de diverses voies, y compris l'amyloïde-bêta, les protéines tau hyperphosphorylées et les cytokines inflammatoires, modulées par des facteurs de risque tels que la génétique et le sexe. Cependant, tester une telle hypothèse multifactorielle chez l'humain est logistiquement presque impossible. Les modèles mathématiques pourraient résoudre ce problème en offrant un moyen de démêler les relations causales. Dans le cadre de ce mémoire, nous avons construit un modèle mathématique décrivant l'évolution d'un cerveau normal vers un état pathologique. Il est composé de dix-neuf équations différentielles ordinaires utilisant des paramètres issus de la littérature. Nos variables incluent l'amyloïde-bêta, les protéines tau, les neurones, les astrocytes activés, les microglies et macrophages, et certaines cytokines. Nous obtenons des résultats pour ces variables pour le vieillissement entre 30 et 80 ans d'âge. En raison de son importance dans la MA, nous avons séparé l'accumulation d'amyloïde-bêta en plusieurs composantes, soit les monomères intracellulaires et extracellulaires, les oligomères et les plaques. L'effet du sexe et la présence de l'allèle APOE4 ont été pris en compte via des paramètres sélectionnés. Le modèle est également sensible à l'insuline, étant donné que le diabète est un facteur de risque bien connu de la MA. Notre modèle relie avec succès la plupart des variables par rapport à l'âge. Nous présentons aussi deux variations du modèle, soit sans la variation de la concentration d'insuline, ou avec une diminution du taux d'activation des microglies. Les résultats obtenus sont cohérents avec les observations expérimentales. Malgré cela, notre modèle est encore sujet à plusieurs améliorations et une validation avec des données expérimentales est à faire. / Alzheimer's disease (AD) is the most common cause of dementia in people aged 65 and over. What actually triggers this disease? The solution is likely a dynamic interplay of various pathways, including amyloid-beta, hyperphosphorylated tau proteins, and inflammatory cytokines, modulated by risk factors such as genetics and gender. However, testing such a multifactorial hypothesis is logistically almost impossible to achieve in humans in practice. Mathematical models could solve this problem by offering a way to untangle causal relationships. As part of this thesis, we have built a mathematical model presenting the evolution of a normal brain towards a pathological state. It is composed of nineteen ordinary differential equations using parameters taken from the literature. Our variables include amyloid-beta, tau proteins, neurons, activated astrocytes, microglia and macrophages, and some cytokines. We obtain results for these variables for aging between 30 and 80 years of age. Because of its importance in AD, we have separated amyloid-beta accumulation into several components, namely intracellular and extracellular monomers, oligomers and plaques. The effect of sex and the presence of the APOE4 allele were taken into account via selected parameters. The model is also insulin sensitive, as diabetes is a well-known risk factor for AD. Our model successfully links most of the variables with age. We also present two variations of the model, either without the variation in insulin concentration, or with a decrease in the rate of activation of microglia. The results obtained are consistent with the experimental observations. Despite this, our model is still subject to several improvements and a validation with experimental data is to be done.

Le cancer du sein est le plus fréquent des cancers de la femme. Son incidence n’est expliquée que partiellement par les facteurs de risque bien établis comme les facteurs reproductifs, hormonaux ou génétiques. Plusieurs éléments suggèrent l’existence de facteurs de risque environnementaux, tels que les polluants organochlorés persistants connus comme perturbateurs endocriniens. Les objectifs de ce travail sont : d’étudier les niveaux d’exposition, et leurs déterminants, au DDE (principal métabolite de l’insecticide DDT) et aux polychlorobiphényles (PCB) ; d’estimer par une modélisation pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) les niveaux d’exposition au PCB-153 à la période péri-pubertaire qui constitue une fenêtre de susceptibilité accrue de la glande mammaire aux agents environnementaux ; d’étudier le rôle du DDE et du PCB-153 dans le risque de cancer du sein, à la fois à partir de prélèvements sanguins actuels et, pour le PCB-153, à partir de niveaux estimés à la période péri-pubertaire.Ce travail a été effectué à partir de l’étude CECILE, étude cas-témoins en population générale incluant 1055 témoins et 1080 cas de cancer du sein diagnostiqués de février 2005 à mars 2008 dans les départements d’Ille-et-Vilaine et de Côte d’Or chez lesquels un prélèvement sanguin a permis d’effectuer des dosages de p,p’-DDE et de PCB-153. La modélisation PBPK mise en place en coopération avec une équipe de toxicologues canadiens a permis de simuler des profils toxicocinétiques vie entière de PCB-153 et d’estimer les niveaux d’exposition au cours de la puberté. Cette modélisation est basée sur les niveaux mesurés au moment de l’enquête, les facteurs individuels de variation (poids, taille, grossesses, allaitement) connus d’après le questionnaire et la courbe de contamination environnementale au cours du temps.Les niveaux de contamination biologique observés sont plus faibles que ceux rapportés précédemment dans les populations occidentales. Nous montrons également que les principaux facteurs prédictifs des niveaux sériques de p,p’-DDE et de PCB-153 chez les femmes incluent l’âge, les habitudes alimentaires, le poids et ses variations au cours du temps, les grossesses et l’allaitement, et le lieu de résidence. Nous n’observons pas d’association entre les niveaux de p,p’-DDE et le risque de cancer du sein, mais une association inverse apparaît pour les cancers du sein de type négatifs pour les récepteurs hormonaux. Nous observons également une association inverse avec les niveaux de PCB-153 chez les femmes de 50 ans et plus. L’association inverse est renforcée lorsque les niveaux sont estimés pour la période péri-pubertaire à l’aide des modèles PBPK chez les femmes de la génération 1951-1960, correspondant à la cohorte de naissance des femmes de plus de 50 ans ayant connu les expositions aux PCB les plus élevées durant leur puberté.Plusieurs mécanismes biologiques pourraient expliquer l’association inverse observée entre le cancer du sein et l’exposition aux PCB. Ces résultats doivent être confirmés par des études tenant compte des fenêtres de susceptibilité de la glande mammaire et constituent une piste intéressante à approfondir. / Breast cancer is the most frequent cancer in women. Its incidence is only partially explained by well-established risk factors as reproductive, hormonal or genetic factors. It has been suggested that endocrine disrupting chemicals such as persistent organochlorine pollutants also play a role in breast cancer. The objectives of this study were: to assess exposure levels to DDE (main metabolite of DDT) and to polychlorobiphenyls (PCBs), and to explore their determinants; to estimate PCB-153 levels during the puberty using physiologically-based pharmacokinetic (PBPK) models, as this period of life constitutes a critical exposure window with increased susceptibility to carcinogens; to study the associations between breast cancer risk and separately DDE, PCB-153 measured at the time of diagnosis, and PCB-153 levels estimated during puberty.The analyses were based on data from the CECILE study, a population-based case-control study including 1055 controls and 1080 breast cancer cases who gave a blood specimen. The cases were diagnosed from February 2005 to March 2008 in two French administrative areas (Ille-et-Vilaine and Côte d’Or). p,p’-DDE and PCB-153 serum levels were measured. PBPK modeling allowed simulating PCB-153 lifetime toxicokinetic profiles and estimating exposure levels during puberty. These PBPK models were based on blood measurements at the time of recruitment in the study, on individual characteristics elicited from the questionnaire (weight, height, pregnancies, breastfeeding) and on the curve of environmental contamination by PCBs estimated since the 1930’s. The levels of biological contamination were lower than those previouly reported in Western populations in earlier periods. The main predictive factors of p,p’-DDE and PCB-153 serum levels included age; dietary habits; weight and its variations; pregnancies and breastfeeding; and residence area. We did not observed any association between p,p’-DDE levels and the risk of breast cancer, but an inverse association was observed for estrogen receptor-negative breast cancers. We also observed an inverse association of breast cancer with PCB-153 among women above 50 years. This inverse association was reinforced when considering PCB-153 levels estimated during peripubertal period from PBPK models, particularly among women born in 1951-1960, a birth cohort with peak exposure to PCB-153 during puberty. Biological mechanisms explaining the observed inverse association between breast cancer and PCB exposure are considered. These findings should be confirmed by further studies.