Dans le cadre de la problématique de la réduction des gaz à effet de serre, les producteurs de ciment et de béton utilisent de plus en plus d'ajouts minéraux. Cette approche permet de diminuer le contenu en ciment des bétons et, par conséquent, les émissions totales de CO[indice inférieur 2] associées à la fabrication du ciment et du béton. Dans ce contexte, il est important de mieux comprendre l'influence des ajouts minéraux sur le développement du retrait endogène des matrices cimentaires. Les ajouts minéraux choisis pour cette étude sont : une cendre volante de classe F, un laitier de haut fourneau et une fumée de silice. Le rôle des ajouts minéraux sur le développement du retrait endogène a été étudié en mesurant, pour différents taux de remplacement du ciment, pour différents rapports eau/liant (E/L) et pour différentes température, l'évolution des variations volumiques endogènes en fonction du temps (0 - 14 jours). Ces variations volumiques ont été ensuite analysées en prenant en compte le degré d'hydratation du liant, le retrait chimique et la structure de la porosité capillaire mesurée à la fm de l'essai de retrait endogène. L'influence de la teneur en sable et du rapport E/L sur l'évolution des variations volumiques endogènes des mortiers en fonction du temps (0 - 7 jours) a été également étudié en prenant en compte le degré d'hydratation du liant. Une technique expérimentale développée au département de génie civil de l'Université de Sherbrooke permettant de mesurer le retrait endogène volumique des pâtes de ciment et des mortiers a été employée. Elle permet de mesurer simultanément les retraits endogènes externe et interne. La mesure du retrait endogène volumique des pâtes de ciment et des mortiers est réalisée en milieu scellé et sous une température contrôlée. En milieu scellé et avant la prise du ciment, la variation de volume est causée par le retrait chimique qui n'engendre qu'un retrait endogène externe relativement inoffensif du point de vue de la fissuration. Après la prise, la variation de volume comprend un retrait endogène externe et un retrait endogène interne. Le retrait endogène externe est causé par l'effet simultané du retrait chimique et de la dépression capillaire. Le retrait endogène interne correspond au volume total des vides gazeux formés dans la phase liquide contenue dans la porosité capillaire. Cette recherche a aussi permis d'étudier l'influence de la structure de la porosité capillaire sur le développement du retrait endogène externe. Selon la loi de Laplace, la dépression capillaire augmente avec la diminution du rayon de pore. On a tenté donc de vérifier expérimentalement la relation entre le retrait endogène externe après prise et le rayon des ménisques. Le rayon des ménisques a été déterminé à partir du retrait endogène interne et de la courbe de porosité cumulative. Il correspond au rayon maximal des pores dans lesquels se trouvent les ménisques à la fin de l'essai de retrait endogène. Cette recherche a permis, pour la première fois, de quantifier précisément la composante interne du retrait endogène de matrices cimentaires. L'approche expérimentale a permis de mesurer, en cours d'hydratation, le volume des vides gazeux dans la porosité capillaire. Cette information permet ensuite de déterminer le rayon des ménisques à l'interface des phases gazeuse et liquide dans la porosité capillaire. Selon les résultats de cette recherche le rapport E/L a un effet majeur sur le développement du retrait endogène en raison de son influence sur la structure de la porosité capillaire. La fumée de silice diminue le retrait chimique de la pâte de ciment, alors qu'elle augmente le retrait endogène externe en diminuant le rayon critique des pores. Ce raffinement de la porosité capillaire diminue le rayon des ménisques, augmente la dépression capillaire et, par conséquent, le retrait endogène. Les liants avec laitier produisent un retrait chimique plus important que le ciment Portland. Ils raffinent la porosité capillaire, ce qui augmente le retrait endogène. Les liants avec cendres volantes ont un retrait chimique plus faible que celle du ciment Portland pur car la cendre volante s'hydrate très peu au jeune âge. Les liants avec cendres volantes produisent, au jeune âge, un réseau de pores capillaire plus grossier, ce qui cause un retrait endogène moins important. Une relation unique et linéaire a été établie entre le retrait endogène externe après la prise et l'inverse du rayon du ménisque. Cette relation peut être utilisée pour comprendre l'influence des paramètres de formulation (E/L, type et dosage du liant) sur l'intensité du retrait endogène externe.

Cette étude est basée sur des données multi-altitudes aéroportées acquises en juillet 2004 lors d'un événement atmosphérique inhabituel dans la région de Saint-Jean-sur-Richelieu. Nous entendons en cela une atmosphère dont la distribution des aérosols ne respecte pas les variations habituellement implémentée dans les codes de transfert radiatifs. Les surfaces au sol imagées pendant cette campagne de terrain couvraient une variété spectrale assez diversifiée, à savoir des surfaces agricoles, des plans d'eau et des zones urbaines et forestières. L'aspect multi-altitude de cette acquisition de données a permis de caractériser les mêmes cibles au sol avec des contributions de l'atmosphère variant en fonction de l'altitude considérée afin de caractériser au mieux la perturbation observée durant cette campagne et de permettre une meilleure caractérisation de la perturbation apportée par une variation non-standard (panache de fumée). La transformation de la luminance apparente aux trois altitudes en réflectance apparente et l'implémentation de la perturbation apportée par le panache de fumée dans un modèle classique a permis une correction atmosphérique appliquée aux deux altitudes les plus hautes. Les résultats ont démontré une cohérence avec les réflectances apparentes de validation qui confirmait la véracité de notre modélisation du cas non-standard. Ces résultats ont d'autant plus étés pertinent [i.e. pertinents] pour la plus haute altitude de 3,17km : la réflectance apparente à cette altitude est au dessus de la majeur [i.e. majeure] partie du panache de fumée et intègre une bonne proportion de la perturbation apportée par ce panache, ce qui représente un test probant de notre capacité à corriger adéquatement l'influence de cette perturbation. Les perturbations atmosphériques standard sont évidemment prises en compte dans la majorité des modèles atmosphériques, mais ceux-ci sont souvent basés sur des variations monotones des caractéristiques physiques de l'atmosphère avec l'altitude. Lorsque la radiation atmosphérique est perturbée, par un panache de fumée ou un événement de pollution atmosphérique local et non standard, cela nécessite une modélisation et une modification adéquate des modèles existants en fonction des paramètres que l'on pourra obtenir sur ladite perturbation. Les intrants principaux de cette étude étaient ceux normalement utilisés lors d'une correction atmosphérique classique à savoir les luminances apparentes mesurées par un imageur aéroporté mais à trois altitudes différentes et l'épaisseur optique des aérosols (AOD) qui était acquise depuis le sol. La méthodologie que nous avons employé [i.e. employée] utilise aussi un code de transfert radiatif (CAM5S, pour Canadian Modified 5S, qui vient directement du code de transfert radiatif 5S dans le visible et proche infrarouge). Cependant il nous faudra aussi avoir recours à d'autres paramètres et données afin de modéliser correctement la situation atmosphérique particulière présente sur les images multi-altitude acquises pendant la campagne de terrain à Saint-Jean-sur-Richelieu. Nous avons alors élaboré un protocole de modélisation de perturbation atmosphérique non standard où une gamme de données auxiliaires disponibles est venue compléter nos données principales. Cela a permis l'élaboration d'une méthodologie robuste et relativement simple adaptée à notre problématique. Ces données auxiliaires, à savoir des données météorologiques, des profils LEDAR, différentes images satellites et des données de photomètres solaires qui ont permis la détermination de la fonction de phase des aérosols, ont été suffisantes pour établir une modélisation adéquate du panache de fumée observé en terme de distribution verticale non monotone des paramètres physiques relevés lors de cette campagne. Cette distribution non-standard à été par la suite interprétée en terme de profil spécifique de l'AOD qui a remplacé les profils des AOD employés dans le modèle de correction atmosphérique CAM5S. En fonction de cette modélisation, nous montrons que l'erreur entre les réflectances apparentes au sol obtenu [i.e. obtenue] par le processus de correction atmosphérique et les réflectances apparentes au sol provenant du processus de validation dR*(0), moyenné quadratiquement à travers les bandes visibles, reste majoritairement dans une gamme inférieure à 0,01 d'erreur quadratique moyenne des R*(0) après avoir modélisé la perturbation non-standard, ce qui permet une estimation plus acceptable des réflectances multi-altitude et du biais existant entre la prise en compte et la non prise en compte de cette perturbation dans le modèle atmosphérique. D'importants écarts ont néanmoins été observés, majoritairement attribuables à la difficulté apportée par les conditions d'acquisition, les grandes disparités observées entre l'échantillonnage des mêmes surfaces aux trois altitudes, et probablement des erreurs de modélisation et/ou de calibration. La nécessité d'améliorer le processus d'acquisition, de modélisation et de prévision de telle perturbation est largement décrit dans ce document afin de permettre à l'avenir d'établir un protocole d'acquisition plus adapté grâce notamment à une surveillance et un suivi des perturbations atmosphériques maintenant possible grâce aux outils décrits. L'originalité de cette étude réside dans une nouvelle approche de la caractérisation de ces perturbations atmosphériques par l'incorporation d'une structure non standard dans un modèle de correction atmosphérique opérationnel et de démontrer que cette approche présente des améliorations significatives des résultats par rapport à une approche qui ignore la perturbation du profil vertical standard tout en utilisant des valeurs d'AOD totaux correctement mesurés. Le modèle de profil que nous avons employé était simple et robuste, mais a capturé suffisamment de caractéristiques du panache pour réaliser des améliorations significatives en termes de précision de correction atmosphérique. Le processus global d'aborder tous les problèmes rencontrés dans l'analyse de notre perturbation des aérosols nous a aidé à construire une méthodologie appropriée pour caractériser ces événements sur la base de la disponibilité des données, distribué gratuitement et accessibles à la communauté scientifique. Cela rend cette étude adaptable et exportable à d'autres problématiques du même genre.

La nicotine est considérée comme étant la « molécule » addictogène de la cigarette et du tabac. Mais différentes études cliniques, utilisant notamment des substituts nicotiniques, débouchent pratiquement toutes sur une même conclusion : efficacité ne dépassant que de peu celle d'un placebo, et très limitée dans le temps, contrastant avec le pouvoir hautement addictif du tabac, qu'il soit chiqué, prisé ou fumé. Dans ce travail de thèse, nous avons essayé de mettre en évidence le rôle que pourraient avoir certains des autres composés présents dans le tabac ou produits par pyrolyse. Nous avons d'abord utilisé des extraits aqueux de fumée et de tabac pour approcher un aspect global de ce que les fumeurs absorbent chaque fois qu'ils fument une cigarette, nous rapprochant ainsi des conditions physiologiques du fumeur. Puis nous avons choisi un certain nombre de substances. La cotinine, métabolite de la nicotine. L'harmane, une ß-carboline, synthétisée au cours de la combustion et dans l'organisme des fumeurs. La norharmane, une ß-carboline, présente en partie dans le tabac et synthétisée dans la fumée par pyrolyse. La technique utilisée tout au long de ce travail est l'enregistrement électrophysiologique. Cette technique s'applique très bien à l'étude in vivo de différents systèmes neuronaux y compris le système dopaminergique. Nous l'avons utilisée chez le rat, la souris WT et la souris Knockout ß2 (ß2KO). Nous nous sommes intéressés à deux aspects de l'activité cellulaire des neurones dopaminergiques de l'aire tegmentale ventrale : la fréquence de décharge (le firing) et les bouffées (bursts). En parallèle, nous avons conduit des expériences de liaison (binding) sur des cultures de cellules exprimant le récepteur nicotinique α4ß2. Nos résultats les plus significatifs ont montré que : Les bursts sont le plus souvent absents après les injections d'extraits de tabac et de fumée. Cela pourrait, entre autres, impliquer qu'il existe dans le tabac et la fumée des composés autres que la nicotine qui bloquent les effets de la nicotine sur les bursts. Les effets des extraits de tabac et de fumée sur le firing et les bursts ne sont plus présents chez les souris ß2 KO, ce qui implique que l'ensemble des composés du tabac agit essentiellement sur les récepteurs nicotiniques porteurs de la chaine ß2, même si des hypothèses alternatives existent. L'harmane a des effets activateurs très puissants sur le firing des neurones dopaminergiques, et ces effets sont bloqués à 80% par la mécamylamine, ce qui démontre qu'un des principaux composés du tabac et de la fumée autre que la nicotine agit par un mécanisme essentiellement nicotinique. Les expériences de binding confirment que les effets du tabac et de la fumée impliquent les récepteurs nicotiniques d'une façon majeure, mais d'une façon qui diffère légèrement de celle de la nicotine.Les résultats que nous avons obtenus montrent que les effets pharmacologiques du tabac ne se résument pas à ceux de la seule nicotine. Ils peuvent constituer un point de départ pour d'autres travaux, notamment pour étudier de plus près les effets des ß-carbolines. Il est nécessaire d'identifier les types de récepteurs sur lesquels elles se fixent, en utilisant des agonistes et antagonistes de récepteurs aux neurotransmetteurs contrôlant l'activité des neurones dopaminergiques. Des expériences sur des souris transgéniques chez lesquelles différents types de sous-unités de récepteurs nicotiniques ont été supprimés doivent également être envisagées, pour déterminer les mécanismes d'action des composants autres que la nicotine contenus dans le tabac et sa fumée sur les neurones dopaminergiques

L'un des détecteurs d'incendie les plus efficaces est le détecteur ionique de fumée. Cependant les détecteurs ioniques actuels fonctionnent grâce à une source radioactive dont l'utilisation n'est désormais plus permise. Ce mémoire présente l'étude de nouveaux détecteurs ioniques utilisant une autre source d'ions qu'une source radioactive. Trois types de détecteur ionique de fumée sont présentés. Le premier est basé sur l'effet photoélectrique et les deuxième et troisième sur le phénomène de décharge Corona. Le détecteur photoélectrique présente l'inconvénient de sa consommation qui n'est pas compatible avec une application de détecteur de fumée. En revanche les détecteurs basés sur le phénomène de décharge Corona ont donné de très bons résultats. Deux prototypes de détecteur ionique de fumée basés sur le phénomène de décharge Corona ont été réalisés. Pour le premier prototype, les charges produites par effet Corona sont ralenties dans une chambre de dérive pour mieux interagir avec la fumée. Le courant produit par ces charges est fortement diminué en présence de fumée ce qui permet la détection. Pour le second prototype, on utilise la diminution du seuil de déclenchement de l'effet Corona dans l'air en présence de fumée. Sous une tension intermédiaire, le courant de décharge est presque nul en l'absence de fumée. Dès que la fumée entre dans le détecteur, ce courant augmente fortement ce qui permet la détection. Ces détecteurs ioniques sont très performants tant du point de vue de leur sensibilité que de leur stabilité à un environnement difficile. Par ailleurs leur consommation d'énergie reste d'un niveau très faible compatible avec les applications de détection d'incendie.

En période néonatale, les problèmes d'ordre respiratoire et nutritif comptent parmi les plus fréquents et sont selon certaines études impliqués dans le syndrome de mort subite du nourrisson (SMSN). Ainsi, les déglutitions non-nutritives (DNN) se présentent comme une fonction fondamentale en période néonatale notamment pour la clairance des voies aériennes supérieures des sécrétions salivaires et des reflux laryngopharyngés. Il apparaît plus précisément que la coordination entre DNN et respiration est indispensable pour la prévention des aspirations pulmonaires et la prolongation des apnées. Le but de cette thèse de doctorat est de comprendre et d'analyser l'effet de certains stress respiratoires comme l’hypoxie (Hx 10% O[indice inférieur 2]), l’hypercapnie (Hc 5% C0[indice inférieur 2]) ou encore la fumée environnementale de cigarette (FEC) sur la fonction de déglutition en terme de fréquence des DNN et de coordination DNN-respiration en tenant compte des stades de conscience. MÉTHODE : Suite à la construction et à la validation d'un système de production et d'exposition à la FEC, un total de 36 agneaux nouveau-nés est instrumenté chroniquement pour l’enregistrement d'un électrocardiogramme, du mouvement des yeux, d'un électrocorticogramme, du flux nasal et de l'activité des muscles thyroaryténoïdiens (constricteurs de la glotte) par télémétrie. Des enregistrements polysomnographiques sont effectués chez les agneaux nouveau-nés sans sédation ni contention exposés en aigu à l'Hx ou l'Hc ou en chronique à la FEC. RÉSULTATS : L'analyse des données polysomnographiques obtenues chez les agneaux exposés révèle une augmentation de la fréquence des DNN (p=0,005) ainsi qu’une augmentation significative de la fréquence des DNN de type ie (commence en inspiration et se termine en expiration) dans tous les stades de conscience en Hc (p < 0,001). Paradoxalement, l’Hx n'a pas d'effet sur la déglutition. La FEC, quant à elle, perturbe légèrement la coordination DNN-respiration en sommeil calme (SC) en diminuant les DNN de type i (commence et se termine en inspiration). CONCLUSION : La coordination DNN-respiration semble être une fonction physiologique très robuste et difficilement perturbable dès la période néonatale en regard de son importance capitale dans la prévention des aspirations et de la prolongation des apnées. Cependant, certains stress comme l’Hc et dans une moindre mesure la FEC semblent être capable [i.e. capables] de perturber cette coordination. D'autres études seront nécessaire [i.e. nécessaires] pour caractériser la coordination DNN-respiration.

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une maladie caractérisée par une réaction inflammatoire intense avec une destruction du parenchyme pulmonaire et une perte d'élasticité du poumon conduisant à une obstruction quasi-irréversible des voies aériennes. L'utilisation du tabac est le principal facteur de risque de cette maladie. La fumée de cigarette active les cellules épithéliales et les macrophages résidents en libérant des protéases et des chimiokines. Ces phénomènes sont responsables de l'infiltration de cellules inflammatoires dans le poumon, telles que les neutrophiles, les macrophages et les lymphocytes. Ces cellules libèrent des enzymes protéolytiques capables de dégrader les composants de la matrice extracellulaire. Parmi ces protéases, l'élastase du neutrophile (NE) semble stimuler la sécrétion de cytokines, participant ainsi à une inflammation chronique. De fortes évidences montrent que des infections bactériennes récurrentes contribuent à ce processus inflammatoire et par conséquent à l'aggravation de la BPCO. A partir de ces observations, nous nous sommes intéressés aux événements précoces du développement de la BPCO associés à une infection bactérienne récurrente. Dans un premier temps, nous avons montré que l'association d'un extrait de fumée de cigarette à de faibles doses de LPS est capable d'augmenter de façon synergique la libération des chimiokines par les cellules épithéliales alvéolaires. Ce phénomène implique l'activation des voies de signalisation MAP kinase ERK1/2 et JAK/STAT. Nous avons mis en évidence que l'inhibiteur de la phosphodiestérase 4, le roflumilast N-oxide, empêche la sécrétion de ces cytokines inactivant ainsi les voies JAK/STAT et ERK1/2. Dans un deuxième temps, nous avons démontré que la NE peut conduire à la libération de chimiokines par des cellules épithéliales alvéolaires en activant la voie de signalisation p38 et que le roflumilast N-oxide diminue le taux de ces chimiokines. Une approche in vitro sur un modèle de cellules épithéliales alvéolaires a permis de démontrer l'effet synergique du CSE associé au LPS sur la libération de cytokines et sur l'activation des voies de signalisation. Cet effet pourrait être responsable de la progression et de l'exacerbation de la BPCO. Notre étude montre aussi les effets du roflumilast sur la libération de cytokines induites par la NE ou par le CSE/LPS. Ces résultats mettent en lumière d'autres mécanismes par lesquels le roflumilast N-oxide exerce son effet anti-inflammatoire dans la BPCO.

Un des objectifs a consisté à développer une étude systématique des caractéristiques d'allumage, depropagation et de combustion massique de combustibles liquides. La ré-inflammation des fumées riches estplus spécialement pris en compte. La recherche porte essentiellement sur les propriétés des feux dans uneenceinte avec ventilation contrôlée, sous ventilée. Les facteurs dominants à la ré-inflammation des fuméesriches est la quantité minimale d'hydrocarbures totaux et la température. Grâce à la Simulation Numériquedes Grandes Echelles, nous sommes allés à un niveau de détail permettant de prendre en compte l'influencede la ventilation sur la propagation de la flamme en milieu confiné. Les modèles numériques permet deprévoir les aspects aussi bien chimiques de la combustion (pyrolyse du combustible liquide, réaction dans laflamme), que thermodynamiques (transfert de chaleur et de masse flamme-liquide). L'enjeu est de concevoirun modèle de feu encore plus général, capable de traiter aussi les feux à grande échelle. Ce type de modèleest consacré à la mise en équations du problème et à la faisabilité d'une simulation numérique complexe.Les résultats obtenus sur les feux sur-ventilés sont en accord avec les résultats expérimentaux. Outre lesdifficultés théoriques de ce type de problème, il faut ajouter les difficultés pratiques liées à la durée trèsimportante des simulations sur ordinateur, et le coût de calcul élevé. / One of the objectives was to characterize systematically the ignition, the spread and the combustion of liquidf uel . Furthermore, the injlammation caused by rich smoke is especially taken into account. The researchfocuses on the properties of fire in an under-ventilated chamber with ventilation controlled The dominantfactors of rich smokes injlammation are the minimum amount of total hydrocarbons and the temperature.With the LES (Large Eddy Simulation) approach, the injluence of ventilation on jlame propagation inconfined areas is taken into account. Numerical models permit to predict the chemical aspects of combustion(liquid fuel 's pyrolysis, reaction in the jlame) and the thermodynamic (heat transfer and mass transferbetween the jlame and the liquid fuel). The challenge is to develop a model for more general fire which canalso handle large-scale fires. This type of model is devoted LO the setting of the equations of the problem andthe feasibility ofa complex numerical simulation. The results of the ventilated fires are in agreement with theexperimental results. ln addition 10 the theoretical difficulties of this type of problem, the practicaldifficull ies in the very long duration of computer simulations and the hig'" calculation 's cost must be added

Le tabagisme actif par la mère expose le fœtus en développement à des agents qui peuvent traverser la barrière placentaire et interférer avec les fonctions placentaires. Un large éventail de fonctions immunologiques, pourrait être compromises. Dans cette étude, nous avons évalué l'effet de l'extrait de la fumée de cigarette (CSE) sur les macrophages isolés à partir de placentas humains (pMφs), qui sont les principaux partenaires de l'immunité de fœto-maternelle innée. J’ai pu montrer que le CSE inhibe la formation des cellules géantes multinucléées (MGC). Cette propriété du CSE est spécifique aux macrophages car la fusion des macrophages dérivés des monocytes est inhibée lors de la formation de granulomes in vitro. J’ai également étudié l'absorption de particules et la production de cytokines par pMφs exposés au CSE. Le CSE a inhibé l'absorption des particules de zymosan, mais pas celle du zymosan opsonisé, ce qui suggère qu’il interfère avec les récepteurs phagocytaires et non phagocytaires. Le CSE augmente la libération de TNF et d'IL-33, et une diminue celle de l'IL-10, ce qui montre que l'équilibre entre les cytokines est affecté par le CSE. En outre, l’expression des métalloprotéinases telles que les MMP-1, MMP-10 et MMP-12, connues pour être impliquées dans le remodelage des tissus et la fusion des macrophages est dérégulée. Enfin, j’ai montré que la nicotine, l'un des principaux composés de tabac, n'a pas affecté les propriétés fonctionnelles des pMφs. / Active smoking by the mother exposes the developing fetus to agents that can cross the placental barrier and interfere with placental functions. A wide range of immunological functions, including innate and adaptive immune responses, might be impaired. In this study, we assessed the effect of cigarette smoke extract (CSE) on macrophages isolated from human placentas (pMφs), which are major partners of innate feto-maternal immunity. I showed that CSE significantly inhibited the formation of multinucleated giant cells (MGCs). This property of CSE is specific to macrophages because the fusion of monocyte-derived macrophages is inhibited during the in vitro formation of granulomas. I also investigated particle uptake and cytokine production by pMφs exposed to CSE. CSE inhibited the uptake of zymosan, but not that of opsonized zymosan, suggesting that it interferes with phagocytic receptors, not with the phagocytic machinery of pMφs. CSE increased the release of Tumor Necrosis Factor and interleukin-33, and decreased that of interleukin-10, demonstrating that the balance between inflammatory and anti-inflammatory cytokines is affected by CSE. Furthermore, CSE enhanced the expression of metalloproteinase (MMPs) genes such as MMP-1, MMP-10 and MMP-12, known to be involved in tissue remodeling including macrophage fusion. Finally, I showed that nicotine, one of the major compounds of tobacco, did not affect the functional properties of pMφs.

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une maladie caractérisée par une réaction inflammatoire intense avec une destruction du parenchyme pulmonaire et une perte d’élasticité du poumon conduisant à une obstruction quasi-irréversible des voies aériennes. L’utilisation du tabac est le principal facteur de risque de cette maladie. La fumée de cigarette active les cellules épithéliales et les macrophages résidents en libérant des protéases et des chimiokines. Ces phénomènes sont responsables de l’infiltration de cellules inflammatoires dans le poumon, telles que les neutrophiles, les macrophages et les lymphocytes. Ces cellules libèrent des enzymes protéolytiques capables de dégrader les composants de la matrice extracellulaire. Parmi ces protéases, l’élastase du neutrophile (NE) semble stimuler la sécrétion de cytokines, participant ainsi à une inflammation chronique. De fortes évidences montrent que des infections bactériennes récurrentes contribuent à ce processus inflammatoire et par conséquent à l’aggravation de la BPCO. A partir de ces observations, nous nous sommes intéressés aux événements précoces du développement de la BPCO associés à une infection bactérienne récurrente. Dans un premier temps, nous avons montré que l’association d’un extrait de fumée de cigarette à de faibles doses de LPS est capable d’augmenter de façon synergique la libération des chimiokines par les cellules épithéliales alvéolaires. Ce phénomène implique l’activation des voies de signalisation MAP kinase ERK1/2 et JAK/STAT. Nous avons mis en évidence que l’inhibiteur de la phosphodiestérase 4, le roflumilast N-oxide, empêche la sécrétion de ces cytokines inactivant ainsi les voies JAK/STAT et ERK1/2. Dans un deuxième temps, nous avons démontré que la NE peut conduire à la libération de chimiokines par des cellules épithéliales alvéolaires en activant la voie de signalisation p38 et que le roflumilast N-oxide diminue le taux de ces chimiokines. Une approche in vitro sur un modèle de cellules épithéliales alvéolaires a permis de démontrer l’effet synergique du CSE associé au LPS sur la libération de cytokines et sur l’activation des voies de signalisation. Cet effet pourrait être responsable de la progression et de l’exacerbation de la BPCO. Notre étude montre aussi les effets du roflumilast sur la libération de cytokines induites par la NE ou par le CSE/LPS. Ces résultats mettent en lumière d’autres mécanismes par lesquels le roflumilast N-oxide exerce son effet anti-inflammatoire dans la BPCO. / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a pathology characterized by an abnormal inflammatory response and associated with a destruction of lung parenchyma and loss of lung elasticity, leading to an airway limitation not fully reversible. Tobacco smoking continues to be a major cause of COPD. Cigarette smoke activates epithelial cells and resident macrophages by releasing proteases and chemokines. This phenomenon is responsible of the migration of inflammatory cells in the lung tissue such as neutrophils, macrophages and lymphocytes. These cells are able to release proteolytic enzymes leading to the degradation of components of the extracellular matrix. Among these proteases, neutrophil elastase (NE) seems to stimulate the secretion of cytokines involved in chronic inflammation. Strong evidence shows that recurrent bacterial infections contribute to the inflammatory process and consequently to the worsening of COPD. Based on these observations, we studied the early events in the development of COPD associated with recurrent bacterial infection. Initially we showed that the combination of a cigarette smoke extract associated with low doses of LPS is able to synergistically increase the release of chemokines, by alveolar epithelial cells through the activation of MAP kinase signaling pathways ERK1/2 and JAK/STAT. We also demonstrated that the phosphodiesterase 4 inhibitor, roflumilast N-oxide (RNO) inhibits the secretion of these cytokines, thereby inactivating pathways JAK/STAT and ERK1/2. Moreover, we have demonstrated that neutrophil elastase (NE) can lead to the release of chemokines by alveolar epithelial cells by activating the p38 signaling pathway. Moreover the treatment of the cells with roflumilast N-oxide significantly reduces the production of these chemokines. This in vitro model demonstrates the synergistic effect of CSE associated with LPS on the release of cytokines and activation of signaling pathways. This effect could be responsible for the progression and exacerbation of COPD. Our study also shows the effect of RNO on the release of cytokines induced by NE or by the combination CSE/LPS. These results highlight other mechanisms by which Roflumilast N-oxide exerts its anti-inflammatory effect in COPD

La fumée de cigarette peut endommager plusieurs organes de notre organisme, causant des maladies chroniques sévères et divers types de cancers. Elle interagit notamment avec les enzymes de métabolisme des médicaments de phase I et II, et contribue ainsi à la perturbation de la pharmacocinétique de divers médicaments chez les fumeurs. Les transporteurs membranaires sont des acteurs majeurs de l'absorption, la distribution et l'élimination de médicaments, et certains sont impliqués dans les interactions médicamenteuses. De plus, ils assurent le flux des molécules endogènes physiologiques vitales, et l'élimination de divers xénobiotiques toxiques non seulement chez les mammifères mais aussi chez les êtres unicellulaires, comme les levures. Ces transporteurs sont des cibles potentielles de la fumée de cigarette. D’où l'importance d'étudier l'interaction de la fumée de cigarette et de ses composés avec les transporteurs membranaires. Nos résultats démontrent que le condensat de fumée de cigarette (CSC) modifie l'activité fonctionnelle et/ou l'expression de plusieurs transporteurs hépatiques et rénaux in vitro dans des modèles cellulaires hépatiques et/ou non-hépatiques, notamment les OATPs (organic anion transporting polypeptide), l'OCT1 (organic cation transporter 1), la BCRP (breast cancer resistance protein) et l'OAT3 (organic anion transporter 3). Une implication remarquable du récepteur Ah (AhR) est mise en évidence dans la régulation de l'expression de certains transporteurs comme la MRP4 (multidrug resistance-associated protein), la BCRP, l'OAT2 et l'OCT1 dans des cellules HepaRG exposées au CSC. De plus, chez la levure Saccharomyces cerevisiae, le CSC inhibe l'activité d'efflux notamment des transporteurs de la rhodamine 123 et de la caféine, et induit, après trois heures, leur expression avec d'autres gènes qui sont aussi impliqués dans la résistance aux xénobiotiques comme les transporteurs de la membrane plasmique le Pdr5, le Snq2, le Pdr10, le Pdr15 et le Tpo1. Enfin, un effet inhibiteur remarquable des amines aromatiques hétérocycliques (AAH) est mis en évidence in vitro, notamment celui de Trp-P-1 et de Trp-P2 sur l'activité des transporteurs OCT1 et OCT2. De plus, les données in silico suggèrent que des descripteurs moléculaires des AAH comme l'AMW (average molecular weight), la qnmax (maximum negative charge) et le SPP (submolecular molarity parameter), sont des paramètres cruciaux de l'inhibition commune des OCT1, OCT2 et OCT3 par les AAH. Le CSC est donc un modulateur bifonctionnel, qui peut intervenir dans la régulation de l'activité et de l'expression des transporteurs membranaires hépatiques et rénaux, ainsi que ceux chez la levure. De telles interactions peuvent contribuer à l'altération de la pharmacocinétique des médicaments et des composés endogènes chez les fumeurs, d’où l'évaluation de l'exposition hépatique et rénale au CSC demeure indispensable. / Cigarette smoke can damage every part of our body, causing severe chronic diseases and various types of cancers. It also interacts with drug metabolizing enzymes of phase I and II, and thus contributes to pharmacokinetics disruption of various drugs in smokers. Membrane drug transporters are major actors involved in drugs absorption, distribution and elimination, and some are involved in drug-drug interactions. In addition, membrane drug transporters ensure the flow of vital physiological endogenous molecules, and the elimination of various toxic xenobiotics, not only in mammals but also in unicellular organisms, especially in yeasts. Therefore, this indicates the importance of studying the interaction of cigarette smoke and its contained chemicals with drug transporters. Our results demonstrate that cigarette smoke condensate (CSC) modifies the functional activity and / or expression of several hepatic and renal transporters in vitro in hepatic and / or non-hepatic cellular models, including OATPs (organic anion transporting polypeptide), OCT1 (organic cation transporter 1), BCRP (breast cancer resistance protein) and OAT3 (organic anion transporter 3). A remarkable implication of Ah receptor (AhR) was also demonstrated in MRP4 (multidrug resistance-associated protein), BCRP, OAT2 and OCT1 expression regulation in HepaRG cells exposed to CSC. In addition, in Saccharomyces cerevisiae, CSC inhibits the efflux activity of at least the rhodamine 123 and caffeine transporters, and induces, after three hours, their expression and that of others involved in xenobiotic resistance such as plasma membrane transporters Pdr5, Snq2, Pdr10, Pdr15 and Tpo1. Finally, a remarkable inhibitory effect of heterocyclic aromatic amines (HAA) is demonstrated in vitro, in particular that of Trp-P-1 and Trp-P-2 on the activity of OCT1 and OCT2. In addition, in silico data suggest that molecular descriptors of HAA such as AMW (average molecular weight), qnmax (maximum negative charge) and SPP (submolecular molarity parameter), may represent crucial parameters for common inhibition of OCT1, OCT2 and OCT3 transporters by HAA. Thus, CSC acts as bifunctional modulator, which can regulate activity and expression of hepatic and renal drug transporters as well as some membrane transporters in yeasts. Such interactions may contribute to the alteration of the pharmacokinetics of drugs and endogenous compounds in smokers, hence the evaluation of hepatic and renal exposure to CSC remains essential.