Thèse d'exercice : Pharmacie : Université de Nantes : 2004. / Bibliogr. f. 99-106 [108 réf.].

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 102-123. Publié aussi en version électronique.

La consommation excessive d’alcool concerne environ 20% de la population adulte en France. Il est établi qu’une consommation excessive aigue d’alcool engendre une augmentation de la morbi-mortalité en cas d’infection ou de traumatisme. La consommation chronique d’alcool augmente le risque de cancers et d’infection.Toutes ces conséquences médicales sont intimement liées à une altération des défenses de l’hôte induite par l’alcool. L’ingestion d’alcool et ses métabolites engendre une modification de la flore digestive appelée dysbiose ainsi qu’une augmentation de la perméabilité digestive. De cet effet local découle une augmentation du passage d’endotoxines dans le système veineux portal et systémique. Ainsi l’ensemble des éléments impliqués dans la réponse immunologique sont impactés de façon locale (Foie) et systémique par cette endotoxinémie chronique. Deux axes de recherche ont été privilégiés dans cette thèse: La translocation bactérienne et les sous-populations monocytaires. L’originalité de ce travail est l’étude de la cinétique des modifications immunologiques, chez des sujets alcoolo-dépendants (AD) hospitalisés pour un sevrage en alcool durant 2 à 6 semaines.La translocation bactérienne (TB) a été étudiée par l’analyse itérative de marqueurs sériques témoins de celle-ci: l’ADN 16S ribosomial en PCR temps réel, les taux sériques de LBP (LPS-Binding-Protein) et de CD14 soluble par ELISA. Les prélèvements veineux ont été effectués à jeun chez des sujets AD à J0 de leur sevrage et après 4 puis 6 semaines de sevrage. Avant le sevrage (J0) les 3 marqueurs sont plus élevés que dans une population témoin (p<0.001). Après 6 semaines de sevrage, les taux de LBP (p=0.04) et sCD14 (p=0.001) diminuent de manière significative sans revenir aux taux de la population témoin. La consommation de cannabis dans le mois précédent le sevrage est associée à une plus grande diminution des marqueurs LBP et sCD14 au cours du sevrage en alcool.Notre étude confirme une majoration de la TB chez les sujets AD non sevrés et l’impact potentiel du cannabis sur celle-ci. Elle montre également que le délai de sevrage de 6 semaines ne permet pas un retour à la normale des marqueurs de la TB.La répartition, le phénotype et la fonctionnalité des sous-populations monocytaires sanguines ont été étudiés à J0 et après 14 jours de sevrage en alcool chez des sujets AD. Avant le sevrage (J0), la fréquence des monocytes classiques (CD14+CD16-) est diminuée alors que celle des non classiques (CD14dimCD16+) est augmentée chez les sujets AD comparativement aux sujets contrôles. La fréquence des monocytes exprimant les TLR-2 et -4 est réduite chez les sujets AD. La sécrétion basale des cytokines IL-1, IL-6 et TNF est comparable chez les sujets AD et contrôles. En revanche après stimulation in vitro des monocytes par les ligands des TLR-2 et 4, respectivement peptidoglycanes (PGN) et lipopolysaccharides (LPS), la sécrétion d’IL-6 et de TNF est augmentée chez les sujets AD. Le sevrage de 14 jours restaure partiellement la distribution des sous-populations monocytaires. Nos résultats indiquent que la consommation chronique d’alcool altère la distribution, le phénotype et la fonctionnalité des monocytes chez les sujets AD, ces altérations s’améliorent en 14 jours de sevrage mais ne reviennent pas à la normale.Mon travail de thèse confirme l’impact de la consommation chronique d’alcool sur la translocation bactérienne et sur la réponse immune chez l’homme. Il précise la nature et la cinétique de cet impact. Mes résultats suggèrent également que le délai de retour à la normale semble être supérieur à 6 semaines. De nouvelles études permettront de mettre en évidence une cinétique plus précise de ces améliorations biologiques. Les résultats permettent d’envisager des recommandations cliniques quant à une durée d’abstinence pré-opératoire en cas de chirurgie programmée par exemple. / Excessive alcohol consumption concerns about 20% of the French adult population. An acute excessive alcohol consumption named “binge drinking” causes an increase in mortality and morbidity in case of trauma or infection. Chronic alcohol consumption causes an increased risk and severity of infections and increased risk of cancer. All these medical consequences are linked to changes in host defense induced by alcohol consumption. Indeed, alcohol and its metabolites generate modifications of the gut microbiota and increased gut permeability. This local effect causes an increase in endotoxin translocation into portal and systemic blood. Thus, all elements involved in the immune response, and in particular the monocytes as cellular component acting as first line of defense of the immune system, are affected by this chronic endotoxemia. Two research axes were studied during my thesis: Microbial translocation and monocyte subsets. The originality of this work was to study the kinetic of immunological changes induced by alcohol withdrawal in alcohol-dependent (AD) subjects hospitalized for an alcohol withdrawal during 2-6 weeks.Microbial translocation (MT) was studied by iterative analysis of serum markers: Bacterial 16S rDNA levels were measured using qPCR, Lipopolysaccharides-Binding protein (LBP) and soluble CD14 were quantified using ELISA. Blood samples were collected in fasten AD subjects at D0 of alcohol withdrawal and after 4 and 6 weeks of alcohol withdrawal. At D0, the 3 markers of MT were higher in AD subjects than in healthy controls (P<0.001). After 6 weeks of alcohol withdrawal, the serum level of LBP (p=0.04) and sCD14 (p=0.001) were significantly decreased but did not reach rates of healthy controls (HC). Cannabis use during the last month before alcohol withdrawal was associated with a greater decrease in sCD14 and LBP upon alcohol withdrawal. My study confirms an increase in MT in AD subjects and the potential impact of cannabis on this phenomenon, and shows that a 6-weeks abstinence period is not sufficient to return to normal blood biological parameters.Whether and how blood monocyte subsets were impaired in AD patients were studied as well as their evolution after alcohol withdrawal. The CD14+CD16- subset was decreased whereas the CD14dimCD16+ subset was expanded (p<0,001) in AD compared to HC. The frequencies of TLR2- and TLR4-expressing monocytes were reduced in AD compared to HC. Although the basal production of IL-1, IL-6 and TNF by monocytes in AD was comparable to HC, the PGN- and LPS-mediated IL-6 and TNF production were increased in AD. Frequencies of IL-6-expressing monocytes were higher in AD than HC. Alcohol withdrawal partially restored the distribution of monocyte subsets and the frequency of IL-6-producing monocytes, and increased the frequency of TNF-producing cells in response to LPS and PGN stimulation to levels comparable to those in HC. Our findings indicate that chronic alcohol use alters the distribution as well as the phenotypic and functional characteristics of blood monocyte subsets, which are partially restored following 2 weeks of alcohol withdrawal. These studies confirm and specify the impact of chronic alcohol consumption on microbial translocation and on the immune response. Our results also suggest that a period superior to 6 weeks is necessary to reach normal biological parameters. News studies will be necessary to specify the exact kinetic of these biological improvements.These results allow to consider clinical recommendations for a period of abstinence before programmed surgery for example.

Thèse doctorat : Sciences du vivant : pharmacologie et toxicologie : Strasbourg 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 41 p.

Les maladies allergiques ont fortement augmenté dans les pays industrialisés depuis les années qui ont suivi la 1ère guerre mondiale. Parmi les hypothèses proposées celle de l’implémentation de l’hygiène dans l’environnement urbain et ses conséquences sur l’exposition aux agents pathogènes a été bien documentée. Comparé à la vie rurale, l’environnement urbain entraine une exposition plus faible aux microbes et à leurs constituants moléculaires tels que les endotoxines et quasi nulle aux parasites intestinaux tels que les helminthes. Au contraire, l’exposition aux allergènes de l’environnement domestique est plus importante.Dans ce travail nous avons investigué certains aspects de la réponse inflammatoire induite par les endotoxines (une molécule pro-inflammatoires des bactéries Gram négatives) et immunitaire associée aux helminthes.1/ L'exposition chronique à l'endotoxine inhalée produit des effets paradoxaux :une protection contre le développement d'allergies IgE-médiées, d'une part, et une réaction inflammatoire des voies aériennes, d'autre part. Comme les régions de la déposition bronchique et alvéolaire pourraient jouer un rôle dans ce processus, nous avons évalué la réponse inflammatoire locale et systémique après exposition à de l'endotoxine par inhalation d'aérosols de particules de dimensions différentes. Les résultats montrent une relation entre la déposition au niveau pulmonaire et l’amplitude de la réponse inflammatoire systémique.2/ Les infections parasitaires ont une relation complexe avec les maladies allergiques. Ces deux pathologies se caractérisent par une réponse immunitaire de type Th2 (impliquant éosinophiles, immunoglobulines E (IgE), interleukine (IL)-4, IL-13,IL-5, …). Cependant, certaines helminthiases protègent des maladies allergiques. Dans cette seconde partie du travail, nous avons étudié la réponse immune induite par une infection chronique par ankylostomes chez l’humain et son évolution après traitement de l’infection. Nous confirmons que la réponse immune au cours de l’infection à ankylostome est caractérisée par une augmentation des cellules T régulatrices (Treg), qui contrôlent l’amplitude de la réponse immune aux helminthes mais montrons pour la première fois que ces Treg ont un phénotype naïf et fortement immuno-suppresseur. Deux semaines après traitement de l’infection on observait également une réponse inflammatoire caractérisée par une majoration de l’IL-6 mais aussi de l’IL-4, cytokine Th2 qui joue un rôle majeur dans la production d’IgE. Ces réponses conjointes (diminution des Treg et réponse inflammatoire de type Th2) pourraient constituer une base physiopathologique pouvant expliquer l’augmentation de la prévalence des sensibilisations allergiques après traitement d’une helminthiase. Nous montrons également que l’infection par helminthes s’accompagne d’une production d’IgE reconnaissant de nombreux allergènes dont les acariens de la poussière de maison, un des allergènes respiratoires les plus fréquents et fortement inducteur d’asthme. Le mécanisme expliquant la production de ces IgE spécifiques des acariens n’est pas connu. Il pourrait s’agir d’une production polyclonale, par présentation facilitée par les IgE ou par réactivité croisée avec des antigènes parasitaires. Ces IgE n’induisaient ni sensibilisation cutanée (tests allergiques cutanés positifs), ni symptomatologie clinique et n’étaient pas capables d’induire de dégranulation des mastocytes in vitro après stimulation allergénique. Par ailleurs, ces IgE spécifiques ne reconnaissaient ni les allergènes majeurs ni des déterminants carbohydrates de type N-glycan.En conclusion, notre travail de thèse met en lumière des mécanismes potentiels par lesquels l’exposition aux agents microbiens environnementaux peut moduler les réponses immunes et protègent potentiellement des maladies allergiques. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans plusieurs conditions chroniques, l' inflammation systémique coexiste avec l'atrophie Inusculaire. La myostatine est une protéine anti-anabolique qu ' on croit pouvoir être responsable du développement de l' atrophie musculaire. II exi ste des preuves indirectes liant les mécanismes inflammatoires à la régulation de l' expression et l'activité de la myostatine. Dans ces travaux, un 1i en direct entre l' inflamlnation et la production de myostatine dans les myotubes L6 a été démontré. L' administration de LPS au milieu de culture des myotubes a mené à ges augmentions des niveaux de Inyostatine qui étaient dépendants de la dose et de la période d' étude. La coincubation du LPS avec un inhibiteur du ±tumor necrosis factor¿ (TNF) a bloqué l' augmentation des niveaux de la myostatine. Cependant, la stimulation des myotubes directement avec TNF n' a pas produit d' auglnentation similaire en Inyostatine. Par ail1eurs, aucun changelnent n' a été observe dans l' activité de la voie de l' ubiquitine-protéasolne ou dans le niveau de différentiation des Inyotubes suggérant que l'activité de la Inyostatine ne soit pas Inodiftée dans ces conditions expérilnentales. Finalelnent, lesmyotubes stimulés avec le LPS ont Inontré une augmentation de l' activité de la voie de l' insulin-Iike growth factor - Akt - 'mamlnalian target of rapamycin (lGF-Akt-mTOR), silnilaire a celui qui a été observé chez les patients ayant une MPOC et une atrophie musculaire. Ces résultats démontrent que le LPS peut réguler le niveau de Inyostatine si TNF est biologiquement actif. De plus, les données recueillies à partir de ce Inodèle sont sinlilaires à ceux observés dans certains modèles in vivo, suggérant que l' inflamlnation et la myostatine aient un rôle à jouer dans le développement de l' atroph ie musculaire dans certaines conditions pathologiques hUlnaines. Ces résultats soulèvent des questions intéressantes qui demanderont à être investiguées.

Contexte : Le cancer du poumon est le cancer le plus associé aux expositions professionnelles. Bien que l’amiante soit sans doute le facteur étiologique professionnel le plus connu, plusieurs éléments suggèrent également l’implication de facteurs modifiables d’origine environnementale ou professionnelle, beaucoup plus rarement étudiés, parmi lesquels les agents biologiques. Si les endotoxines - toxines situées dans la membrane externe des bacilles Gram négatif - sont fréquemment associées à une réduction du risque de cancer du poumon, les infections à papillomavirus humains sont suspectées d’augmenter ce risque. Les résultats des études épidémiologiques sur le sujet sont divergents et sont régulièrement limités par de nombreuses faiblesses méthodologiques incluant entre autres la non prise en compte du tabagisme et de l’exposition à l’amiante.Objectifs : L’objectif de cette thèse est d’étudier le rôle des agents biologiques présents sur les lieux de travail dans la survenue des cancers broncho-pulmonaires. Plus spécifiquement, les objectifs de ce travail sont : (1) d’étudier le rôle de l’exposition professionnelle aux endotoxines sur le risque de cancer du poumon, d’évaluer les aspects de la relation dose-effet ainsi que les interactions possibles avec les antécédents des maladies respiratoires; (2) de s’intéresser plus particulièrement à l’industrie textile, source de fortes expositions aux endotoxines, en étudiant le risque de cancer du poumon associé à l’exposition professionnelle aux poussières textiles ; (3) d’étudier le risque de cancer du poumon dans l’industrie de la viande en testant, notamment l’hypothèse d’une exposition à un agent viral.Population et méthodes : Ce travail s’est appuyé sur les données de l’étude cas-témoins en population générale ICARE. Les cas de cancer du poumon ont été identifiés dans 10 départements français abritant un registre général de cancer. Au total, 2276 cas de cancer du poumon et 2780 témoins hommes ont été inclus ainsi que 650 cas de cancers du poumon et 775 témoins femmes. Les descriptions détaillées de l’histoire professionnelle complète recueillies par des questionnaires standardisés ont permis de coder les professions et les secteurs d’activités de chaque emploi selon les classifications CITP 1968 et NAF 2000.Résultats : Nous avons trouvé une association inverse entre les expositions professionnelles aux endotoxines et le risque de cancer du poumon particulièrement plus marquée chez les travailleurs de l’élevage (tous types) et de la collecte et traitements des déchets. Les odds ratios de cancer du poumon diminuent avec la durée et l’indice cumulé d’exposition aux endotoxines. Nos résultats ne soutiennent pas l'existence d'une forte association entre l'exposition professionnelle aux poussières textiles et le cancer du poumon, néanmoins, ils montrent une diminution significative de 30% du risque de cancer du poumon chez les travailleurs du coton avec OR= 0,7 ; IC 95% [0,5-0,9]. Par ailleurs, nous observons une association positive significative avec le risque de cancer du poumon chez les travailleurs de l’industrie de la viande (OR= 1,46 [1,0-2,1]). Cependant, les antécédents de verrues de la main ne semblent pas avoir d’effet modificateur dans l’association entre le travail dans l’industrie de la viande et le risque de cancer du poumon.Conclusion : Nos résultats soutiennent le rôle important des expositions professionnelles comme déterminants du risque de cancer du poumon. Ils confirment les associations inverses entre les expositions aux endotoxines et le risque de cancer du poumon suggérant fortement l’hypothèse d’un effet anti-tumoral des endotoxines vis-à-vis du poumon. Par ailleurs, ils semblent indiquer que le travail dans l’industrie de la viande est une situation d’exposition à risque de cancer du poumon sans toutefois conclure formellement quant à l’implication des infections à papillomavirus humains. / Background: Lung cancer is the most common cancer associated with occupational exposures. Although asbestos is the best known occupational etiologic factor, several hypotheses suggest the involvement of some environmental or occupational modifiable factors, much more rarely studied, including biological agents. Endotoxins-toxins being part of the outer membrane of Gram-negative bacilli- are commonly associated with reduced risk of lung cancer, while human papillomavirus infections are suspected of increasing the risk. However, the majority of published studies had small numbers of cases and some methodological issues such as inadequate adjustment for tobacco smoking and occupational exposure to asbestos.Objectives: The aim of the present work is to study the role of biological agents found in the workplace on lung cancer risk and more specifically: (1) to investigate the role of occupational exposure to endotoxins on lung cancer risk, to assess dose-response relationship aspects and possible interactions with history of respiratory disease; (2) to focus on the textile industry, which is a source of high exposure to endotoxins, by examining the risk of lung cancer associated with occupational exposure to textile dust; (3) to study the risk of lung cancer in the meat industry by testing the hypothesis of an exposure to a viral agent.Population and methods: This work was based on a large population-based case-control study, ICARE. Cases and controls were recruited from 10 French departments. Incident cases were identified through French cancer registries. A total of 2,926 lung cancer cases (2,276 men and 650 women) and 3,555 controls (2,780 men and 775 women) were included. Detailed information on lifetime occupation was collected through standardized questionnaires. Jobs and sectors were coded according to the ISCO 1968 and the NAF 2000 classifications.Results: Our results showed an inverse association between exposure to endotoxins and lung cancer risk particularly among livestock (all types) and waste collection and treatment workers. Negative trends were shown with duration and cumulative exposure. Furthermore, our findings do not the existence of strong association between occupational exposure to textile dust and lung cancer. A decreased risk was suggested for distant exposures and for work with cotton fibres (OR = 0.7; 95% CI [0.5-0.9]). On the other hand, we observe a significantly increased risk among meat workers OR = 1.46 [1.1-2.1]). However, the history of hand warts does not seem to have any modifying effect on the association between work in the meat industry and the risk of lung cancer.Conclusion: Our findings support the important role of occupational exposures as a determinant of lung cancer risk. This confirms the inverse associations between endotoxin exposures and the risk of lung cancer strongly suggesting an anti-tumor effect of endotoxins towards the lung. This also seems to indicate that working in the meat industry is a risky situation for lung cancer without, however, formally concluding about the involvement of human papillomavirus infections.

L'exposition de souris au lipopolysaccharide (LPS) par le poumon est une intervention couramment utilisée à plusieurs fins dans la recherche expérimentale sur les poumons. Cependant, le spectre complet des altérations pulmonaires physiologiques causées par le LPS n'est pas défini. Ici, nous avons utilisé le flexiVent pour caractériser les changements dans la mécanique respiratoire induits par une seule exposition intranasale à une solution saline ou au LPS à 1 ou 3 mg/Kg chez des souris mâles C57BL/6. Ils ont été étudiés 24, 48 ou 96 h après l'exposition. Le système respiratoire a été sondé à la fois dans une petite plage de faibles volumes en utilisant l'oscillométrie et dans une large plage qui comprend des volumes élevés en utilisant des inspirations profondes et des manœuvres pression-volume. L'inflammation et les altérations histologiques ont également été examinées. Le LPS a provoqué une inflammation neutrophilique dans les lavages broncho-alvéolaires (BAL) et des infiltrations de cellules inflammatoires dans le tissu pulmonaire. Il a également augmenté la concentration de protéines totales dans les fluides des BAL et le nombre de cellules caliciformes dans l'épithélium. La mécanique respiratoire évaluée par oscillométrie a été légèrement affectée par le LPS, le changement le plus évident étant une augmentation de l'élastance. Le LPS affectait de manière plus marquée les lectures obtenues en sondant le système respiratoire dans une large plage comprenant des volumes élevés. En particulier, il a diminué la compliance et tous les volumes pulmonaires, y compris la capacité inspiratoire, la capacité pulmonaire totale, le volume résiduel et la capacité vitale. La plupart des altérations se sont produites tôt (24 h) et la plupart étaient initialement d'une ampleur similaire entre les deux doses de LPS. Ces altérations se sont ensuite souvent aggravées de 24 à 48 h, et cette aggravation était généralement plus importante et plus persistante (96 h) chez les souris exposées à 3 versus 1 mg/Kg. Nous soutenons que la plupart des altérations mécaniques causées par le LPS proviennent principalement de la consolidation pulmonaire. / Exposing mice to lipopolysaccharide (LPS) through the lung is an intervention commonly used for several purposes in experimental lung research. However, the full spectrum of physiological lung alterations caused by LPS is undefined. Here in, we have used the flexiVent to characterize the changes in respiratory mechanics induced by a single intranasal exposure to saline or LPS at either 1 or 3 mg/Kg in male C57BL/6 mice. They were studied 24, 48 or 96 h after exposure. The respiratory system was probed both within a small range of low volumes using oscillometry and within a large range that includes high volumes using deep inflations and pressure-volume maneuvers. Inflammation and histological alterations were also examined. LPS caused neutrophilic inflammation in bronchoalveolar lavages(BAL) and infiltrations of inflammatory cells within the lung tissue. It also rose the concentration of total proteins in BAL fluids and the number of goblet cells with in the epithelium. Respiratory mechanics assessed by oscillometry was modestly affected by LPS, the most obvious change being augmented elastance. LPS more markedly affected readouts obtained by probing the respiratory system within a large range that includes high volumes. In particular, it decreased compliance and all lung volumes, including inspiratory capacity, total lung capacity, residual volume and vital capacity. Most alterations occurred early (24 h) and most were initially of similar magnitude between the two doses of LPS. These alterations then often worsened from 24 to 48 h, and this worsening was generally greater and more persistent (96 h) in mice exposed to 3 versus 1 mg/Kg. We make the argument that most mechanical alterations caused by LPS mainly stem from lung consolidation.

Cette étude s’inscrit dans le cadre de l’amélioration des connaissances sur la dégradation photocatalytique des bioaérosols bactériens. La photocatalyse est une technique d’épuration basée sur l’excitation d’un semi-conducteur par un rayonnement le plus généralement ultraviolet. Cette technologie permet, en théorie, de minéraliser pas à pas les polluants. Or, si les conditions optimales ne sont pas réunies, la minéralisation incomplète peut conduire à des sous-produits de dégradation de toxicité potentiellement préoccupante.L’objectif de ces travaux a donc été d’apporter des éléments de compréhension quant aux mécanismes de dégradation photocatalytique d’un bioaérosol bactérien modèle d’E.coli, où de nombreux phénomènes sont couplés. Ainsi, pour distinguer les différents processus mis en jeu, deux approches expérimentales ont été menées. La première, nommée approche « batch », a permis d’isoler la réaction photocatalytique, à proprement parler, en étudiant les étapes d’inactivation, de libération de sous-produits et de minéralisation progressive. La seconde, appelée approche « dynamique » a permis quant à elle la mise en place d’un dispositif expérimental adapté à la dégradation photocatalytique d’un bioaérosol d’E.coli. Les capacités de la photocatalyse à inactiver et minéraliser des espèces bactériennes ont pu être démontrées. Les paramètres clés d’une dégradation efficace ont été mis en évidence et ont permis de décrire les verrous indispensables à une industrialisation sûre du procédé / This study comes within the scope of improving knowledge concerning the photocatalytic degradation of bacterial bioaerosol. Photocatalysis is a purification technology generally based on the excitation of a semiconductor by an ultraviolet radiation. This technology can, in theoretical ways, mineralize pollutants step by step. However, if optimal conditions are not gathered, this mineralization is incomplete and can lead to the formation of potentially toxic by-products. The aim of this work was therefore a better understanding of the mechanisms of photocatalytic degradation of a bacterial bioaerosol of E.coli, where numerous phenomenon are linked. Thus, to distinguish the different processes, two experimental approaches were used. The first one, called “batch approach”, allowed to consider the photocatalytic reaction itself, by studying the steps of inactivation, by-products formation and progressive mineralization. The second one, named “dynamic approach”, consisted to design an experimental setup suited to the photocatalytic degradation of a bioaerosol of E.coli. The abilities of photocatalysis to inactivate and mineralize bacteria could be demonstrated. The key parameters of an efficient degradation were highlighted and allowed to underline the problems to solve before having a safe industrialization of the photocatalysis

Le genre Bordetella comporte à l’heure actuelle neuf espèces, majoritairement responsables d’infections respiratoires. B. pertussis, agent de la coqueluche, est le modèle de travail de cette thèse avec d’autres espèces telles que B. holmesii et B. avium. Les endotoxines bactériennes sont les composants essentiels de la membrane externe des bactéries à Gram-négatif. Du point de vue chimique, ce sont des lipopolysaccharides (LPS) qui provoquent un grand nombre de désordres physiopathologiques allant de la simple fièvre, à faible dose, jusqu’au choc endotoxinique mortel, à forte dose. L’analyse structurale des LPS de Bordetella est la spécialité majeure du laboratoire et la structure des endotoxines de la plupart des espèces de ce genre y a été décrite. Il est admis que le lipide A, qui constitue la région hydrophobe des LPS, est responsable de la majorité des activités biologiques de ces molécules. Ainsi, la moindre variation structurale de ces molécules a une répercussion importante sur la reconnaissance hôte-pathogène, les activités biologiques et la virulence bactérienne. A titre d’exemple, il a été mis en évidence que la modification spécifique, par substitution des groupes phosphate du lipide A, avec de la glucosamine, jouait un rôle majeur dans la modulation de la réponse immunitaire. Cette originalité structurale qui a été mise en évidence dans notre équipe chez B. avium, B. bronchiseptica puis chez B. pertussis; elle semble être un trait spécifique des Bordetelles. Il faut savoir que la coqueluche fait des ravages dans les pays sous-développés et touche les nouveau-nés dans de nombreux pays, comme la France, d’une maladie infectieuse mortelle dans les cas graves. Le vaccin qui ne peut être injecté qu’à l’âge de 2-3 mois et dont les rappels ne sont pas régulièrement suivis est imparfait. Les spécialistes du domaine ont reconnu qu’un complément antigénique serait nécessaire pour le rendre plus efficace. Au cours de cette thèse, nous avons analysé la structure des LPS d’isolats cliniques de B. pertussis afin d’étudier leur évolution et leur adaptation avec le temps ainsi que leur application vaccinale potentielle. De plus, concernant deux souches de B. pertussis, BP338 et BP18-323 nous avons contribué à la mise en évidence de nouveaux gènes impliqués dans la biosynthèse de la GlcN substituant les groupes phosphate de la région lipidique et à expliquer la différence de longueur du seul acide gras distinct entre les deux souches. L’étude de l’influence de ces éléments structuraux sur l’activation du complexe, TLR4/MD-2 apporte de nouveaux éclairages sur les interactions entre les lipides A et ce récepteur. Nos études sur les isolats cliniques de B. holmesii, pathogène opportuniste responsable d’affections de type coqueluche, montrent une grande hétérogénéité structurale du lipide A au sein d’un même isolat. Nous avons montré dans cette souche la présence d’un marqueur spécifique des souches de Bordetella, il s’agit d’un acide gras présent uniquement chez les lipides A des isolats humains. Nos travaux effectués sur des isolats cliniques de B. pertussis appartenant aux ères pré- et post-vaccinales et provenant de différents pays, montrent une perte du matériel génétique avec une déficience de certains antigènes majeurs. Nous avons démontré, via des méthodes physico-chimiques, que ces modifications ne concernaient pas les LPS de ces isolats. La stabilité de ces antigènes ainsi que nos méthodes de purification, nous permettent de proposer que ces LPS détoxifiés soient de bons candidats pour améliorer l’efficacité des vaccins coquelucheux acellulaires. Enfin, toutes les études structurales présentées dans cette thèse ont permis de mieux comprendre la régulation de certains gènes en réponse à un stress extérieur. Elles participent, sur l’exemple d’un pathogène majeur, au déchiffrage des mécanismes moléculaires qui mènent à la virulence et à l’adaptation bactérienne. / The Bordetella genus is actually composed of nine species responsible for respiratory infections. B. pertussis, the agent of whooping cough, is the main model of this thesis along with other species such as B. holmesii and B. avium. Bacterial endotoxins are the major components of Gram-negative bacteria external membrane. From a chemical point of view, they are lipopolysaccharides (LPS) causing a high number of pathophysiological disorders ranging from low fever at weak doses, to lethal endotoxic choc at high ones. Structural analysis of the Bordetellae LPS is the major specialty of our group where the endotoxin structures of most species of the genus were described. It is well-known that lipid A, which constitutes the hydrophobic moiety of LPS, is responsible for the majority of biological activities of these molecules. Thus, any structural change of these molecules has an important impact on host-pathogen recognition, biological activities and bacterial virulence. For example, it has been demonstrated that the specific modification by grafting glucosamine on lipid A phosphate groups plays a major role in modulating the immune response. This structural peculiarity was highlighted by our team first in B. avium, B. bronchiseptica then in B. pertussis; it seems to be a unique trait of Bordetella. It should be noted that pertussis wreaks havoc in developing countries and affects newborns in several others, including France, where this infectious disease causes a significant death toll. The vaccine, which cannot be injected before the age of 2-3 months, could be improved and boosters are not regularly monitored. Experts in the domain have recognized the lack of an antigenic complement to make it more effective. In this thesis, we analyzed the structure of LPS from B. pertussis clinical isolates to study their evolution and adaptation over time along with their potential use in the design of new vaccines. In addition, regarding two strains of B. pertussis, BP338 and BP18-323, we have contributed to the identification of new genes involved in the biosynthesis of GlcN substituting the phosphate groups of the lipid moiety, which helped explaining the difference in the length of the single fatty acid differing between the two strains. The analysis of the influence of these structural elements on the activation of the receptor complex, TLR4/MD-2 sheds new light on the interactions between lipids A and this receptor. Our studies on clinical isolates of B. holmesii, an opportunistic pathogen responsible for pertussis-like illness, show great structural heterogeneity in the lipid A of these isolates. We showed the presence of a specific marker of Bordetella species, namely a fatty acid present only in the lipid A of human isolates. Our works on B. pertussis clinical isolates belonging to pre- and post-vaccine eras and coming from different countries show a loss of genetic material with a deficiency in certain major antigens. We have demonstrated, via physico-chemical methods, that these modifications did not affect the LPS of these isolates. The stability of these antigens and our ability to purify them, allow us to propose that detoxified LPS could be good candidates for improving the effectiveness of acellular pertussis vaccines. Finally, all structural studies presented in this thesis have provided insight into the regulation of certain genes in response to external stress. Our compiled work on a major pathogen is an important step in deciphering the molecular mechanisms leading to bacterial virulence and adaptation.