Au cours d’une simulation de la microgravité de 21 jours, le développement de plusieurs altérations métaboliques ont été étudiées : une inflammation de bas-niveau et une altération de la sensibilité à l’insuline et du métabolisme lipidique. Connues pour leurs impacts positifs sur le métabolisme, une supplémentation en protéines du petit lait, combinée à des sels alcalins, a également été testée.Contrairement aux études précédentes, aucune inflammation, ni altération du métabolisme lipidique n’a été clairement décrite dans notre étude. En revanche une diminution de l’oxydation des glucides en faveur des lipides est observée, suggérant le début d’une insensibilité à l’insuline. Nos données suggèrent qu’il serait possible de prévenir les dérégulations métaboliques associées à l’inactivité physique sévère par un remplacement isocalorique des lipides par les protéines, avec un apport protéique de base de 1,2g/kg/jour et un contrôle strict de la balance énergétique par l’apport calorique. / During 21 days of simulated microgravity, the development of several metabolic alterations has been studied: a low-grade inflammation and an alteration of insulin sensitivity and lipid metabolism. Known for their positive effect on metabolism, whey proteins supplementation combined with alkaline salts have also been tested. At the opposite of previous studies, no inflammation, nor lipid metabolism alterations have clearly been described. Nevertheless, a decrease in carbohydrates oxidation in favor of lipids is observed, suggesting the development of insulin insensitivity. Our data suggest that it may be possible to prevent the metabolic disorders associated with severe physical inactivity by anisocaloric replacement of lipids by proteins in the diet, along with a protein intake of 1.2g/kg/day and tight control of energy balance by adjusting energy intake.

Les picocyanobactéries marines sont les organismes photosynthétiques les plus abondants de la planète. Parmi celles-ci, les Synechococcus marins sont détectés de l’équateur aux cercles polaires, suggérant qu’ils ont évolué des stratégies adaptatives très efficaces à la température. La première partie de ce travail de thèse a visé à étudier la thermophysiologie de différentes lignées de la radiation des Synechococcus marins. Les résultats d’expériences de variations thermiques à court et long terme associées à une étude de phyloécologie ont démontré l’existence de clades physiologiquement spécialisées dans des niches thermiques distinctes, i.e des thermotypes. Ces travaux ont de plus mis en évidence l’importance de l’optimisation de l’efficacité de l’appareil photosynthétique dans l’acclimatation à la température. Ainsi, la thermostabilité du photosystème II, complexe clé de la régulation de l’énergie, a été comparée chez différentes souches de Synechococcus marins. Ces travaux ont révélé de grandes différences de thermostabilité de l’antenne photosynthétique et de ses constituants, qui sont corrélées à la latitude d’isolement des souches. L’étude de modèles d’homologie de structure de phycobiliprotéines a permis de révéler certaines des adaptations moléculaires de ce complexe à la température. La fonctionnalité des complexes photosynthétiques est directement dépendante de la fluidité des membranes au sein desquelles ils sont insérés, un facteur physique très influencé par la température. Le troisième volet de cette thèse a permis de mieux comprendre les mécanismes de régulation des lipides membranaires chez les Synechococcus marins. Les résultats montrent que la composition en acides gras joue un rôle important durant l’acclimatation à différentes températures. De plus, par une approche de génomique comparative, ce travail de thèse montre que les Synechococcus marins présentent des équipements différents en enzymes désaturases, qui ont très probablement joué un rôle dans la colonisation de différentes niches thermiques. Les résultats de ce travail de thèse, discutés dans un contexte d’évolution de l’adaptation au gradient latitudinal de température chez les picocyanobactéries marines, soulèvent de nouvelles hypothèses exaltantes pour les travaux futurs. / Marine picocyanobacteria are the most abundant photosynthetic organisms on Earth. Among them, Synechococcus displays a wide latitudinal distribution, ranging from the equator to polar circles, suggesting that they have evolved efficient adaptive strategies to cope with the latitudinal temperature gradient. The first part of this PhD work aimed at studying the thermophysiology of different lineages of the marine Synechococcus radiation. The combination of thermal acclimation and stress experiments with a phyloecology study allowed unveiling the existence of lineages physiologically specialized in distinct thermal niches, i.e. thermotypes. This work furthermore pointed out the importance of the capacities to optimize the photosynthetic apparatus efficiency for successful temperature acclimation. The thermostability of photosystem II, a key complex to the regulation of light energy utilisation, was compared within several marine Synechococcus strains. The results revealed that the photosynthetic antenna and its components have distinct thermostabilities, which are related to the strain isolation latitude. Structural homology models of phycobiliproteins thus revealed sites of molecular adaptation of the antenna to temperature. The function of the photosynthetic complexes is dependent on the fluidity of the membranes in which they are embedded, a physical factor regulated by temperature. The results a first lipidomic study suggested that the regulation of the composition in acyl chains plays an important role in temperature acclimation in marine Synechococcus. Furthermore, genomic comparative analyses revealed notably that marine Synechococcus have distinct sets of desaturase enzymes which have likely played a role in the colonization of different thermal niches. The results of this PhD thesis, which are discussed in the context of the Synechococcus adaptive evolution to the latitudinal gradient of temperature, raise new hypotheses for some future exciting work.

De nombreuses études récentes, expérimentales et in-silico, montrent que la diffusion latérale des molécules dans des membranes biologiques présentent des anomalies, dans le sens que les déplacements carré moyen moléculaires évoluent de façon sublinéaire au lieu de linéaire avec le temps. Mathématiquement, ce type de diffusion peut être modélisé par des équations de diffusion généralisées, dans lesquelles une dérivée fractionnaire du temps s'ajoute à l'équation de diffusion normale correspondante. Le but de cette thèse est d'obtenir un aperçu plus physique des processus de diffusion dans des membranes biologiques. A cet effet, des simulations de dynamique moléculaire d'une bicouche lipidique POPC sont analysées en utilisant les concepts de la physique statistique des liquides. La queue aux temps longs de la fonction d'autocorrélation de vitesses des centres de masse, qui reflète le régime de diffusion des molécules en question, est mise en relation avec leur dynamique aux basses fréquences et avec la structure dynamique autour de chaque molécule. La dernière est caractérisée par la fonction de corrélation de paires dynamique de van Hove pour leurs centres de masse. Il est en particulier montré que la première couche de voisins d'une molécule lipidique qui diffuse ne se désintègre que très lentement avec t !, où 0 < ! < 1. Ce résultat est en accord avec l'observation faite par d'autres auteurs, que les molécules dans une bicouche lipidique ont la tendance de se déplacer d'une manière concertée. Afin d'évaluer l'impact du champ de force sur la nature des processus de diffusion observés, la bicouche lipidique POPC a été simulée avec le champ de force tout atome OPLS et avec le champ de force à gros grains MARTINI. Dans le second, quatre atomes lourds forment un seul grain. Dans les deux cas, on observe une sous-diffusion latérale, avec des exposants similaires, mais la diffusion des lipides obtenue avec le champ de force à gros grains est d'environ trois fois plus rapide et elle apparaît aussi plus rapide que dans des expériences correspondantes. Ce résultat est confirmé par la dynamique des molécules POPC à basse fréquence et par la structure dynamique de leur environnement local. / Various recent experimental and simulation studies show that the lateral diffusion of molecules in biological membranes exhibits anomalies, in the sense that the molecular mean square displacements increase sub-linearily instead of linearly with time. Mathematically, such diffusion processes can be modeled by generalized diffusion equations which involve an additional fractional time derivative compared to the corresponding normal counterpart. The aim of this thesis is to gain some more physical insight into the lateral diffusion processes in biological membranes. For this purpose, molecular dynamics simulations of a lipid POPC bilayer are analyzed by employing concepts from the statistical physics of liquids. The long-time tail of the center-of-mass velocity autocorrelation function, which reflects the diffusional regime of the molecules under consideration, is related to their low-frequency dynamics and to the dynamical structure around each molecule. The latter is studied in terms of the time dependent van Hove pair correlation function for their centers-of-mass. It is in particular demonstrated that the first shell of neighbors of a diffusing lipid molecule decays very slowly with t^(-beta), with 0 < beta < 1. This finding is in agreement with the observation that lipid molecules tend to form collective flow patterns, which has been recently reported by other authors. In order to evaluate the impact of the molecular dynamics force field on the nature of the observed diffusion process, the POPC bilayer was simulated with the OPLS all atom force field and with the coarse-grained MARTINI force field. In the latter, four heavy atoms are combined into one bead. In both cases lateral sub-diffusion with similar exponents is observed, but the diffusional motion obtained with the coarse grained force field is about three times faster and appears also to be faster than in experiments. This result is reflected in the low-fequency dynamics of the POPC molecules and in the dynamical structure of their local environment.

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) est l’agent pathogène responsable de la maladie de Johne qui est aussi connue sous le nom de paratuberculose. Cette maladie affecte principalement les ruminants, mais également d’autres animaux d’élevages et sauvages. Les mécanismes de pathogenèse de la paratuberculose sont toujours peu compris, mais il est connu que MAP est capable de s’évader du système immunitaire de son hôte pendant plusieurs années en utilisant les macrophages comme réservoir principal. L’effet de MAP dans l’infection des macrophages est souvent étudié en utilisant des vaches saines ou encore infectées de façon expérimentale, mais les études sur l’effet à long terme de la paratuberculose en étudiant les macrophages de vaches atteintes sont manquantes. Dans mon projet, le transcriptome de macrophages primaires dérivés des monocytes circulants infectés in vitro par MAP a été analysé par séquençage haut débit de l’ARN (RNA-seq). Des différences importantes dans les interactions hôtes-pathogènes ont été observées dans les signatures d’expression génique des vaches diagnostiquées comme négatives ou positives. Ces modifications mettent en lumière la mise en place de processus durables dans l’établissement de la paratuberculose. Les modifications clés observées lors de mon projet sont un débalancement immunométabolique, un changement dans l’homéostasie du cholestérol et des lipides intracellulaires, ainsi qu’un patron d’expression génique associé à l’établissement d’une tolérance mémoire chez les macrophages. En effet, les résultats obtenus lors de ce projet consolident l’hypothèse selon laquelle MAP pourrait induire un état de type tolérance dans les monocytes sanguins périphériques circulants lorsqu’ils se différencient en macrophages. De ce fait, MAP pourrait promouvoir davantage la persistance de la maladie en influençant le comportement des macrophages à long terme. Cette étude contribue à une meilleure compréhension du contrôle de MAP sur les cellules immunitaires et de ses mécanismes de survie.

Nouvelles voies de modulation des canaux calciques de type T.Grâce à leur rôle dans l'excitabilité cellulaire et l'homéostasie calcique, les canaux calciques de type T participent à différentes fonctions physiologiques telles que le sommeil ou le contrôle du rythme cardiaque et de la pression artérielle. Ils sont également impliqués dans certaines pathologies comme la douleur ou l'épilepsie. La régulation de l'activité des canaux de type T est encore mal connue et c'est l'enjeu de cette thèse. Dans une première partie, nous avons caractérisé l'effet de certains lipides endogènes sur ces canaux, en particulier les métabolites de l'acide arachidonique, et identifié le 5,6-EET comme un nouveau bloqueur des canaux de type T. Nous avons ensuite évalué l'existence d'un site de liaison des lipoamino acides sur les canaux de type T à l'aide d' d'expériences de compétitions réalisées avec un inhibiteur spécifique de ces canaux, la molécule TTA-A1.Dans une deuxième partie, nous avons étudié la régulation par le calcium des canaux de type T. Nous avons montré que l'entrée de calcium par les canaux T eux-mêmes ou par activation des récepteurs P2X4 et NMDA induisait une inhibition du courant de type T. Le calcium activerait une phosphatase qui provoquerait un déplacement de la courbe d'inactivation à l'état stable vers les potentiels négatifs, réduisant ainsi la disponibilité des canaux. Ce phénomène d'inhibition du courant lié à l'entrée du calcium pourrait être un mécanisme de rétrocontrôle négatif limitant l'entrée de calcium dans la cellule afin d'éviter une toxicité provoquée par une concentration de calcium intracellulaire trop élevée. Suite à cette inhibition, lorsque l'entrée de calcium est arrêtée, le courant augmente. Cette augmentation semble être due à l'intervention de la protéine kinase Pak qui rendrait les canaux de type T disponibles.En conclusion, nous avons identifié et caractérisé deux nouveaux mécanismes endogènes de régulation des canaux de type T : une modulation par les lipides, et une modulation par les calcium et la protéine kinase Pak. / New pathways of regulation of T-type calcium channels.Thanks to their role in cellular excitability and calcium homeostasis, T-type calcium channels are involved in several physiological functions such as sleep or control of cardiac rythmicity and vascular tone. They are also involved in some diseases such as pain or epilepsy. The regulation of T-type calcium channels is still poorly understood and that is the challenge of this thesis.In a first part of the study, we caracterised the effect of some endogenous lipids on these channels, particularly the metabolites of arachidonic acid, and identified the 5,6-EET as a new blocker of T-type channels. We then evaluated the existence of a binding site of lipoamino acids on T-type channels using binding experiments made with a specific inhibitor of these channels, the TTA-A1 molecule.In a second part, we studied the regulation of T-type channels by calcium. We showed that a calcium entry through T-type channels or through P2X4 and NMDA receptors activation induced an inhibition of T-type current. Calcium would activate a phosphatase which would trigger a shift of the steady-state inactivation curve toward negative potentials, reducing the availability of channels. This phenomenon of current inhibition due to calcium entry may be a feedback mechanism limiting calcium entry in the cell to avoid toxicity due to a too high intracellular calcium concentration. After this inhibition, when calcium entry is stopped, the current increases. This increase seems to be due to the intervention of the Pak protein kinase which would make T-type channels available again.In conclusion, we studied and caracterised tow new mechanisms of T-type channels regulation: a modulation by lipids, and a modulation by calcium and the Pak protein kinase.

In vivo, les phopholipides interagissent avec des structures moléculaires rugueuses, telles des clusters ou fibrilles de protéines. Ce thème n’est pourtant que trop peu abordé dans la littérature scientifique, alors qu’il semblerait que la topologie de la surface sur laquelle repose ces molécules ou mêmes protéines influencent leurs propriétés. Notre projet s’est donc concentré sur les effets qu’un support accidenté pouvait soulever sur les bicouches lipidiques supportées (BLS).Dans un premier temps, nous avons étudié la mobilité de phopholipides déposés sur des supports plus ou moins rugueux par la méthode de recouvrement après photobleaching patterné (FRAPP pour Fluorescence Recovery After Patterned Photobleaching en anglais). Ces derniers ont été créés afin d’obtenir une large gamme de rugosité et caractérisés par Microscopie à Force Atomique.Nous sommes ensuite intéressés à la conformation d’une membrane sur ces substrats à l’aide de la technique non invasive de réflectivité de neutrons.Enfin, nous avons commencé à nous pencher sur les propriétés tribologiques des lipides lubrifiants nos surfaces rugueuses / In vivo lipid membranes interact with rough supramolecular structures such as protein clusters and fibrils However, this issue is not very developped in the state of art, while surface topology which interact with these molecules affects their properties. In this project, effects of rough surface on supported lipid bilayer (BLS) are investigated.First, lipid mobility are studied with the FRAPP method (Fluorescence Recovery After Photobleaching). BLS are deposited on rough supports which are characterized by AFM (Atomic Force Microscopy).Then, BLS structure on our rough surfaces are investigated by Neutron Reflectivity.Finally, first results on tribological properties of our systems are introduced

Le transfert d'un analogue de lysine au travers de membranes de phospholipides a été étudié. Des simulations de dynamique moléculaire et des calculs d'énergie libre ont été conduits afin d'étudier l'évolution du pKa de cette molécule en fonction de sa position à l'intérieur de la membrane. Des grandeurs cinétiques telles que la perméabilité et les constantes de réaction associées au transfert ont montré que ce processus est susceptible de ce produire sur des échelles de temps appartenant à la ms. La comparaison de ces grandeurs dans des membranes constituées d'étherlipides et de lipides avec des chaînes branchées a été faite par la suite. Les études ont montré une diminution de la perméabilité et une augmentation du temps de passage dans des membranes faites d'étherlipides. L'ajout de méthyles le long des chaînes carbonées augmentent également le temps de passage et la perméabilité mais de manière moins importante. Cependant, le pKa indique que la forme chargée ne peut être retrouvée aussi profondément que dans une membrane constituée de chaînes linéaires. Finalement, le transfert du peptide a été étudié en estimant des surfaces d'énergie libre multidimensionnelles. La coordination de l'amine avec les molécules d'eau dans sa première sphère d'hydratation et la projection de la distance par rapport au centre de la membrane a été étudié. De nouvelles possibilités pour le changement d'état de protonation du peptide sont apparues. Contrairement au cas 1D, la forme neutre peut apparaître déjà dans la région des têtes polaires pour une certaine valeur de la coordination. Ces valeurs, inférieures à celles du milieux aqueux, peuvent être atteintes à l'interface d'après les surfaces déterminées / The transfer of a lysine amino acid analog across phospholipid membrane models was investigated using molecular dynamics simulations. The evolution of the protonation state of this small peptide as a function of its position inside the membrane was studied by determining the local pKa by means of free energy calculations. Permeability and mean first time passage were evaluated and showed that the transferoccurs on the sub-ms time scale. Comparative studies were conducted to evaluate the changes in the local pKa arising from the differences in the phospholipid chemical structure. We compared hence the effect of the ether vs ester linkage of the lipid head group as well as the linear vs branched lipid tails. The study reveals that protonated lysine residues can be buried further inside ether lipid membrane than ester lipid membrane while branched lipids are found to stabilize less the charged form compared to their un-branched lipid chain counterparts. As a result, the permeability and the transfer rate across a membrane constituted by ether lipid was found to slower than in membranes constituted by esterified lipids. Finally, multidimensionnal free-energy surfaces for the transfer of the peptide in its both states, charged and neutral, were estimated. The coordination of the amine with the water molecules in its first hydration shell with the projection of the distance from the center of the membrane were used as reaction coordinates. New possibilities for the deprotonation reaction were found, the latter appearing closer to the headgroup region. This finding suggests that if the lysine analog were less coordinated by water molecule a deprotonation is possible in the headgroup region

Les plastoglobules sont de petites particules localisées au niveau des plastes qui stockent des lipides neutres tels que les triacylglycérols (TAG), du tocophérol et des caroténoïdes. Leurs nombre et diamètre changent en fonction de l’espèce de plante, du type de plaste, du stade de développement et des conditions environnementales. Dans les chloroplastes, les plastoglobules sont liés physiquement aux thylacoïdes par une monocouche de lipides polaires en continuité avec le feuillet externe des thylacoïdes. Ceci suggère qu’il y a une dynamique d’échange de métabolites tels que les lipides entre les deux compartiments. Cependant, la composition lipidique des plastoglobules est mal décrite. L’objectif de ce travail a été d’établir la nature exacte des lipides des plastoglobules en condition de culture standard par TLC/GC-FID suivie d’une étude par LC-MS/MS. Ces travaux ont montré que les plastoglobules sont composés majoritairement d’acides gras libres et de phytyls esters. En plus des lipides neutres, ils sont composés de galactolipides, de la PC et du PG de composition spécifique, riche en acides gras saturés, différente de celle des thylacoïdes et de l’enveloppe. Le deuxième objectif a été de définir l’origine des lipides des plastoglobules par l’étude de la cinétique de marquage des lipides en condition de stress. Ainsi, pendant le stress, une partie des acides gras issus de la dégradation des galactolipides des thylacoïdes sera à l’origine de la formation des phytyl esters puis stockée dans les plastoglobules. En conclusion, ces résultats suggèrent la présence de micro-domaines au niveau des thylacoïdes qui favoriseraient la formation des plastoglobules. / Plastoglobules are small lipoprotein particles localized inside plastids. They are surrounded by a monolayer of polar lipids, proteins and they store neutral lipids such as triacylglycerol, carotenoids and tocopherol. During plastid development or in response to stress conditions, plastoglobules increase in number and size along with thylakoids disintegration, and reciprocally, their number and size decrease while thylakoids are developing. Plastoglobules are surrounded by a leaflet contiguous with the thylakoid outer leaflet and therefore share a physical link with thylakoids. This connection suggests exchange of molecules between these two compartments. The protein composition of plastoglobules is well known. However, the lipid composition of plastoglobules is still unknown. Thereby, the aim of our study is, at first, to establish the nature and the origin of plastoglobules from Arabidopsis and pea leaves. Using TLC/GC-FID analysis and by LC-MS/MS we identified nature of the lipids composing the plastoglobules. Moreover, doing pulse and chase analysis during stress condition, we obtained information about the origin of plastoglobules lipids. Our results show that plastoglobules are composed in majority from neutral lipids, principally free fatty acids and phytyl esters. Moreover, plastoglobules contain polar lipids such as galactolipids and phospholipids (PC and PG) have a specific lipid composition different from the thylakoid leaflet and envelope. In addition, during stress conditions plastoglobules store phytyl esters coming from fatty acids of galactolipides in degradation. To summarize, the specific composition of plastoglobules suggest that microdomains might exist in thylakoids that would favor plastoglobule formation.

La NADPH oxydase de phagocyte est un complexe enzymatique impliqué dans la défense immunitaire contre les pathogènes. Elle est constituée du flavocytochrome b558 membranaire (Cyt b558), composé de deux sous-unités (gp91phox et p22phox) et de quatre sous-unités cytosolubles, p47phox, p67phox, p40phox, et Rac. Sa fonction est de produire au niveau de la paroi des pathogènes des ions superoxyde (O2•−) qui sont transformés en d'autres espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui attaquent les lipides, les protéines et l’ADN environnants. Après activation du phagocyte, les sous-unités cytosoliques subissent des modifications post-traductionnelles et migrent vers la membrane pour constituer le complexe NADPH oxydase activé. Le rôle délétère des ROS dans les maladies est connu depuis longtemps. Le but de ma thèse a été d’étudier l’influence de molécules exogènes qui induisent une augmentation du stress oxydatif, sur l’activité de la NADPH oxydase.Dans ce travail, nous avons étudié le fonctionnement de la NADPH oxydase dans un système in vitro dans lequel l’enzyme était activée par la présence d'acide arachidonique (AA). J’ai étudié l'influence de deux types de molécules: une classe de lipides et des nanoparticules (NPs). Pour simplifier le système, nous avons remplacé l’ensemble des sous-unités cytosoliques par une protéine unique appelé trimère qui correspond à une fusion des trois protéines cytosoliques p47phox, p67phox et Rac. Nous avons montré que le trimère est fonctionnellement comparable aux sous-unités cytosoliques séparées. La vitesse de production de O2•−, sa dépendances en fonction de la concentration en AA et de la température, et sa sensibilité aux radicaux libres étaient comparables lorsque le trimère ou les sous-unités séparées étaient utilisés.J’ai étudié les conséquences de la présence de cholestérol et de ses formes oxydées sur la production de O2•− par la NADPH oxydase. Nos résultats montrent clairement que le cholestérol et l’oxystérols ne sont pas des activateurs efficaces de la NADPH oxydase. L’addition d’une quantité physiologique de cholestérol déclenche une faible production d’ions superoxyde. L’addition de cholestérol à des concentrations du même ordre de grandeur pendant le processus d'assemblage (en présence de AA), a un rôle inhibiteur sur la production d’O2•−. Le cholestérol ajouté agit sur les composantes, cytosoliques et membranaires, conduisant à un assemblage imparfait. En conclusion, le cholestérol déjà présent dans la membrane des neutrophiles est optimale pour le fonctionnement de la NADPH oxydase.Il était intéressant de vérifier l'influence des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) et de platine (Pt) sur le comportement de la NADPH oxydase sachant que l'internalisation cellulaire de ces NPs a pour effet d’activer les neutrophiles et les macrophages et contribue à une sur-production de ROS. En l’absence d'activateur mais en présence de NPs de TiO2 ou Pt, aucune production de O2•− n’était détectée indiquant que les NPs de TiO2 et Pt sont incapables d'activer le complexe par eux-mêmes aussi bien dans le système acellulaire que dans les neutrophiles. Cependant, une fois la NADPH oxydase activée (par AA), la vitesse de production des O2•− est augmentée jusqu’à 40% de sa valeur en l’absence de NPs de TiO2, cet effet étant fonction de leur concentration. Par contre, les NPs de Pt n’ont aucun effet sur l’activité de la NADPH oxydase aussi bien in vitro que dans les neutrophiles. En conclusion, l'hyperactivation de la NADPH oxydase et l'augmentation subséquente de la production de ROS induites par les NPs de TiO2 pourraient participer au développement du stress oxydatif tandis que l'absence d'effet Pt-NPs suggère qu'ils ne provoquent pas de sur-inflammation. / NADPH oxidase from phagocytes is a multi-subunit enzyme complex involved in the innate defense of organisms against pathogens. It is composed of the membrane-bound flavocytochrome b558 (Cyt b558), comprising two subunits (gp91phox, and p22phox) and four cytosolic components, p47phox, p67phox, p40phox, and Rac. Its function is to produce in the vicinity of the pathogen, superoxide ions that are transformed subsequently into other reactive oxygen species (ROS) and will damage lipids, proteins and DNA. Upon phagocyte activation, the cytosolic subunits undergo posttranslational modifications and migrate to the membrane bound Cyt b558 to constitute the activated NADPH oxidase complex. The damaging role of ROS in cardiovascular diseases has been known for some decades. The aim of my thesis was to study the influence on NADPH oxidase activity, of molecules coming from food and industrial products and known to be involved in increase of oxidative stress.In this work, we studied the NADPH oxidase functioning in an in vitro system in which the components of the enzyme are mixed and activated by the introduction of an amphiphile the arachidonic acid (AA). During my PhD, I have studied the influence of two types of oxidative stress participants: lipids and nanoparticles (NPs). For simplicity, we have replaced the cytosolic subunits by a single protein called trimera, which is a fused construction of three cytosolic proteins p47phox, p67phox and Rac. We have shown that trimera is functionally comparable with the separated cytosolic subunits. The rates of production of O2•−, the dependences of the activity in function of AA concentration and temperature, the presence of two states in the activation process and the sensitivity of NADPH oxidase to free radicals were comparable when either trimera or separated subunits were used.I investigated the consequences of the addition of cholesterol on NADPH oxidase, on the production of ROS. Our results clearly show that cholesterol and oxysterols are not efficient activators of NADPH oxidase. Concentrations of cholesterol similar to what found in neutrophiles trigger a low superoxide production. Addition of cholesterol during the assembly process (in presence of AA) at similar or higher concentrations, has an inhibitory effect on the production of O2•−. Added cholesterol acts on both cytosolic and membrane components, leading to imperfect assembly and decreasing the affinity of cytosolic subunits to the membrane ones. In conclusion, we showed that the cholesterol already present in the phagocyte membrane is optimal for the function NADPH oxidase.It was of interest to check the influence of titanium dioxide (TiO2) and platinum (Pt) NPs on NADPH oxidase especially that cellular internalization of NPs was shown to activate neutrophils and contribute to O2•− overproduction via NADPH oxidase. In the absence of activators and presence of TiO2 or Pt NPs, no production of O2•− could be detected in in vitro system as well as in neutrophils indicating that TiO2 and Pt NPs were unable to activate by themselves the complex. However once the NADPH oxidase was activated by AA, TiO2 NPs increased the rate of O2•− production by up to 40%, this effect being dependent on their concentration. Differently, Pt NPs had no effect both on in vitro system as well as on neutrophils. In conclusion, the hyper-activation of NADPH oxidase and the subsequent increase in ROS production by TiO2 NPs could participate to oxidative stress development while the absence of Pt-NPs effect suggest that they do not induce inflammation status via this complex.

L’excès de poids est un facteur de risque reconnu de cancer du sein après la ménopause, et les études tendent à montrer qu’il s’agit aussi d’un facteur de mauvais pronostic chez les femmes ayant eu un cancer du sein. Cependant, peu d’études ont caractérisé le type d’obésité impliqué dans ces associations, ainsi que l’impact de l’historique d’évolution de la corpulence. De plus, alors que le rôle de certains mécanismes impliqués dans ces associations est connu, le rôle d’autres dérèglements fréquemment associés à un excès d’adiposité, comme les dérèglements du métabolisme lipidique, est mal connu.Nous avons utilisé les données de la cohorte E3N, incluant 98995 femmes nées entre 1925 et 1950 et suivies depuis 1990, afin d’étudier les associations de différentes mesures de la corpulence avant diagnostic, ainsi que de la corpulence de l’enfance à l’âge adulte avec la survie chez les femmes ayant eu un cancer du sein. De plus, à partir d’une étude cas-témoin nichée dans la cohorte, nous avons évalué les associations entre lipides sériques et cancer du sein (risque et survie).Nous avons mis en évidence une association entre un tour de hanche élevé avant diagnostic et la survie après cancer du sein. Une corpulence croissante au cours de la vie a également été associée à une moins bonne survie. En revanche, les lipides sériques n’étaient pas associés avec le risque de cancer du sein ou la survie après cancer du sein.Ce travail souligne donc l’importance de limiter au maximum, tout au long de la vie, l’excès d’adiposité, ainsi que la nécessité de mieux caractériser les mécanismes impliqués dans les associations entre excès de poids et survie après cancer du sein. / Excess adiposity is a known risk factor for postmenopausal breast cancer and studies suggest that excess adiposity is also associated with a poor breast cancer survival. However, only few studies have characterized the type of adiposity involved in these associations, as well as the influence of body size changes during life. In addition, despite the fact that several biological mechanisms have been suggested to explain the obesity-cancer relationship, the influence of other metabolic changes frequently associated with excess adiposity, such as dysregulation of lipid metabolism, is not established.Using data from the E3N cohort study, which includes 98 995 women born between 1925 and 1950 and followed since 1990, we studied the associations between several measures of prediagnosis adiposity, as well as body size at several periods in life and body size changes, and survival after breast cancer. Lastly, we focused on the associations between several serum markers of lipid metabolism and risk and survival after breast cancer, in a case-control study nested within the cohort.A higher prediagnosis hip circumference and an increase in lifetime body size were both associated with a poor breast cancer survival. On the contrary, serum lipids were not associated with breast cancer risk or survival.Together, those results underline the necessity of reducing excess adiposity over the life course as much as possible and of a better understanding of the biological mechanisms underlying the obesity-breast cancer survival relationship.