L’écosystème buccal est un environnement complexe dans lequel cohabitent plus de 700 espèces de bactéries différentes. Un déséquilibre au sein de ce biofilm est à l’origine des principales maladies de la cavité buccale : les maladies carieuses et parodontales.Pendant plusieurs années, l’étude de l’écosystème buccal s’est faite par une approche réductionniste : les microbiologistes étudiaient les espèces bactériennes individuellement. Cette stratégie a permis d’examiner et de comprendre tous les différents composants de cet écosystème, sans pour autant pouvoir appliquer les conclusions de ces études au biofilm buccal dans son ensemble. En effet, les bactéries ne se comportent pas de la même façon lorsqu’elles sont à l’état planctonique, ou lorsqu’elles sont organisées en biofilm.La flore microbienne buccale est reconnue comme étant l’une des plus complexes dans le corps humain. La multitude d’espèces en présence complique l’étude de ce biofilm. En effet, sa reproduction in vitro est rendue difficile par la complexité des relations entre chacune des espèces. De plus, son recueil, et ses décomptes qualitatif et quantitatif restent très délicats.Dans la littérature sont décrits plusieurs modèles de biofilm.Les modèles pluri-espèces dynamiques in vitro ont l’avantage de se rapprocher des conditions retrouvées in vivo, permettant un certain flux de milieu, le contrôle de paramètres tels que le pH et la température, ainsi que l’élimination des déchets produits.Cependant, ces modèles restent très onéreux et difficiles de mise en place, ce qui complique l’étude du biofilm buccal. Egalement, l’identification des bactéries mises en présence reste un sujet d’étude délicat : en effet, les méthodes traditionnelles de culture montrent des limites, et ne permettent pas une analyse quantitative des résultats, essentielle à la compréhension des phénomènes mis en jeu dans cet écosystème.Le but de notre travail ici est la mise en place de modèle de biofilm pluri-espèces dynamique, fiable et reproductible, facile à mettre en place et moins onéreux que ceux décrits dans la littérature. Ce modèle de biofilm doit permettre l’étude de l’influence de variations de conditions environnementales sur ce dernier, ainsi que celle de candidats probiotiques ayant déjà prouvé leur efficacité sur des supports in vitro statiques. Enfin, toujours dans une optique de simplification, les différentes méthodes d’identification des biofilms formés sont comparées (méthodes de culture traditionnelle, PCR conventionnelle, spectrométrie de masse MALDI-TOF, et qPCR), afin d’établir un protocole d’identification reproductible permettant une analyse qualitative et quantitative des résultats. / The oral ecosystem presents a great complexity since it can harbor more than 700 different bacterial species. Most of them are organized in a biofilm on both the dental and the mucosal surfaces. Studying this complex environment is of utmost importance because a rupture in its stability can lead to the preeminence of pathogenic microorganisms, causing dental decay, gingivitis and periodontitis.For many years, the study of the oral ecosystem was conducted throught a reductionist approach: microbiologists studies bacterial strains individually. This strategy allowed the understanding of all different components of this ecosystem, but lacked the transposition of its conclusions to the study of a whole complex oral biofilm. As a matter of fact, bacteria don’t behave the same way in a planktonic state or when they are organized in a biofilm.The oral microflora is known to be one of the most complex floras hosted by the human body. The multitude of strains hardens its study. Indeed, its in vitro reproduction is made as complex as the different interactions occurring between each strain. Moreover, harvesting and quantitative and qualitative analysis of such biofilms remain very delicate procedures.Several biofilm models have been described in the literature. In vitro dynamic multispecies models share the same asset: to closely mimic in vivo conditions. They allow a medium flow, and parametrical controls such as pH, temperature; and waste removal. However, those models are very expensive and difficult to master. Also, bacterial identification is still a tough matter : traditional culture methods have shown their limits, and don’t allow a quantitative analysis, which is essential to understand the phenomenons occurring in this ecosystem.The aim of our work was to set up a dynamic multispecies oral biofilm, both reliable and reproducible, easy to set up and less expensive than those previously described in the literature. This model shall allow the study of environmental conditions variations and the efficiency of probiotic candidates that already showed their efficacy on static supports.Lastly, we compared different biofilm identification methods, traditional culture, conventional PCR, MALDI-TOF mass spectrometry, and quantitative PCR, in order to establish a reproducible identification protocol allowing both quantitative and qualitative analysis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Sarcoptes scabiei est un acarien ectoparasite obligatoire. Sa présence dans la couche cornée de l’épiderme est à l’origine d’une gale dite sarcoptique. Cette ectoparasitose a été décrite chez 104 espèces de mammifères représentant 27 familles distinctes. Les traitements actuels de la gale sarcoptique ne sont pas toujours satisfaisants et il n’existe pas de produits qui permettent d’éliminer S. scabiei dans l’environnement. Par ailleurs, la diversité génétique de S. scabiei n’est pas clairement définie et l’unicité de l’espèce fait toujours l’objet de controverses.L’objectif de cette thèse a été d’évaluer l’efficacité d’acaricides vis-à-vis de S. scabiei en utilisant un modèle animal ou par le biais de tests in vitro. La diversité génétique d’isolats d’origine animale a également été étudiée. La première partie du travail de thèse a concerné un essai thérapeutique L’efficacité d’une administration orale unique d’afoxolaner, une molécule du groupe des isoaxazolines, a été évaluée sur des porcs expérimentalement infestés. Le critère principal d’évaluation a été la réduction du nombre de sarcoptes mis en évidence dans les raclages cutanés. Huit jours après le traitement, aucun sarcopte n’a été détecté sur les 4 porcs ayant reçu l’afoxolaner alors que des sarcoptes étaient toujours présents sur les 3 porcs ayant reçu de l’ivermectine. Tous les porcs traités étaient guéris à la fin de l’essai (J35) alors que les animaux non traités sont demeurés infestés. Les autres critères d’évaluation étaient l’évolution du score clinique et de prurit. Les lésions cutanées ont rapidement régressé dans le groupe traité par l’afoxolaner alors qu’elles étaient encore présentes à J14 dans le groupe traité avec l’ivermectine. La deuxième partie du travail de thèse a porté sur l’évaluation in vitro de différentes molécules ou produits acaricides. Plusieurs concentrations d’une solution d’ivermectin ou de moxidectine ainsi 11 huiles essentielles ont été testées. Après 24h de contact avec l’ivermectine et la moxidectine, la dose létale 50% étaient de 150,2±31,4 µg/mL et 608,3±88,0 µg/mL, respectivement. Une concentration inférieure à 1 ng/mL (pour l’ivermectine) ou à 10 ng/mL (pour la moxidectine) n’a aucune activité acaricide. Pour les huiles essentielles, des tests par fumigation et par immersion ont été réalisés. Parmi Lavandula augustifolia, Melaleuca altenifolia, Pelargonium asperum, Eucalyptus radiate, Leptospermum scoparium, Cryptomeria japonica, Citrus aurantium ssp amara et 3 l’huile essentielle identifiée (BOB4, BOB5, BOB9) testés par immersion, l’huile essentielle identifiée BOB4 s’est révélée la plus efficace (une solution à 1% tue tous les acariens en 20 min). Parmi les 10 huiles essentielles énumérées avant, plus Juniperus oxycedrus testés par immersion, l’huile essentielle de Melaleuca altenifolia s’est révélée la plus efficace (tous les acariens sont morts en 4 min). Pour le contrôle de S. scabiei dans l’environnement, différents biocides ou répulsifs ont été examinés. La durée moyenne de survie a été calculée pour les produits comportant de la perméthrine, de l’esdépallethrine et de la bioresmethrine, de la bifenthrine, de la cyperméthrine et de l’imiprothrine, de la cyfluthrine, de la tétramethrine et de la sumithrine, du DEET, de l’icaridine et le produit IR3535. La deuxième partie du travail de thèse a porté sur la diversité génétique d’isolats de S. scabiei provenant d’animaux. Une partie du gène cox1 a été amplifiée. L’analyse des séquences ainsi obtenues semble montrer que les sarcoptes circulant chez le Chien sont issus de population de sarcoptes d’origine humaine. / Sarcoptes scabiei is an ectoparasite responsible for the emerging/re-emerging disease called scabies in humans or mange in animals. It was reported in 104 species across 27 families of domestic and wild animals. Current treatments for scabies/mange are limited and there are no efficient products for the environment control of S. scabiei. Moreover, the taxonomic status of S. scabiei is still under controversy and the question remains that whether it represents a single species or several taxa.The objectives of the thesis were to assess the susceptibility to acaricides and analyse the genetic diversity of S. scabiei from animals. In the first part of the thesis, an animal model was used to evaluate the efficacy of afoxolaner, a new acaricide from the isoaxazoline family. The primary outcome of efficacy was based on the reduction in the number of live mites counted in skin scrapings following treatment. At day 8, four afoxolaner-treated pigs (out of four) were mite-free, while mites were still found in three (out of three) ivermectin-treated pigs. All treated pigs were cured at the end of the study (day 35) and all pigs in the control group remained infected. Secondary outcomes included measures on the reduction of skin lesions and pruritus. The clinical lesions of scabies infection were allowed to disappear completely for all the pigs in the afoxolaner group but not in the ivermectin group at 14 days after the treatment. An increase of the pruritus was observed right after treatment, followed by a decrease of the pruritus score in both treated groups. The second part of the thesis was to evaluate the scabicidal effect of molecules or products using an in vitro test. A gradient of concentrations of ivermectin and moxidectin as well as 11 essential oils have been evaluated in vitro against S. scabiei. After 24h of exposure to ivermectin and moxidectin, the median lethal concentrations were 150.2±31.4 µg/mL and 608.3±88.0 µg/mL, respectively. Doses of ivermectin under 1 ng/mL and moxidectin under 10 ng/mL showed no scabicidal effect. Fumigation and contact bioassays were used for the assessment of essential oils efficacy. Among Lavandula augustifolia, Melaleuca altenifolia, Pelargonium asperum, Eucalyptus radiate, Leptospermum scoparium, Cryptomeria japonica, Citrus aurantium ssp amara and 3 other unknown oils (BOB4, BOB5, BOB9) tested with the contact bioassay, the essential oil identified as BOB4 demonstrated the best scabicidal effect (1% solution killed all the mites in 20 min). Among the 10 essential oils listed before plus Juniperus oxycedrus with the fumigation bioassay, the oil Melaleuca altenifolia demonstrated the best scabicidal effect (all the mites died in only 4 min). For environmental control of S. scabiei, the efficacy of biocides or repellents was assessed. The median survival time was calculated for permethrin (4% and 0.6%), esdepallethrin and bioresmethrin, bifenthrin, cypermethrin and imiprothrin, cyfluthrin, tetramethrin and sumithrin, DEET (25% and 50%), icaridin and IR3535. The third part of the thesis included the study of the genetic diversity of populations of S. scabiei from animals. A part of cox1 was used for phylogenetic analyses. The results showed that Sarcoptes mites from dogs seem to derive from humans.

La physiopathologie de l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) est complexe. Elle implique notamment des facteurs hémodynamiques, une protéolyse matricielle, un stress oxydatif et une réaction immune. Des modèles expérimentaux ont été mis au point pour explorer les mécanismes impliqués dans la genèse et la croissance des AAAs. Dans ce travail, nous explorons le rôle de ces modèles dans la compréhension du remodelage vasculaire des AAAs. Dans une première partie, une revue de la littérature sur les modèles expérimentaux d’AAA est menée. Dans une seconde partie, nous explorons l’origine et le rôle des calcifications des AAAs expérimentaux. Dans une troisième partie, le modèle de xénogreffe aortique décellularisée est utilisé pour étudier le rôle de l’immunité adaptative dans la rupture. Notre revue identifie les principaux modèles d’AAA. Leur limite majeure est la survenue d’une cicatrisation empêchant l’évolution vers la rupture. Notre exploration des calcifications anévrysmales retrouve une co-localisation des calcifications avec de l’ADN libre et un modèle expérimental démontre la capacité de l’ADN libre à induire des calcifications. La croissance anévrysmale est toutefois ralentie par les calcifications. Notre étude sur le modèle de xénogreffe décellularisée retrouve la possibilité d’induire une rupture lorsqu’une pré-sensibilisation contre la matrice extracellulaire est réalisée. Les glycoprotéines de structure et les protéoglycanes semblent être les composants matriciels en cause dans ces ruptures. Les modèles expérimentaux constituent des outils majeurs pour l’étude des mécanismes impliqués dans le remodelage vasculaire des AAAs. / Pathophysiology of abdominal aortic aneurysms (AAA) is complex. It mainly involves hemodynamics, matrix proteolysis, oxidative stress and an immune reaction. Several experimental models have been described to explore mechanisms involved in this disease. In the present work, we explore the role of experimental models in AAA vascular remodeling. First, a literature review regarding experimental models of AAA is performed. Second, we explore the origin and the role of calcifications observed in experimental models. Third, the decellularized xenograft model is used to study the role of adaptive immunity in triggering rupture. Our review identifies main AAA models. Their major limit is aortic healing, preventing evolution toward rupture. We find that AAA calcifications co-localized with free DNA and that free DNA could induce calcifications experimentally. However, AAA growth is decreased by calcifications. The decellularized xenograft model can evolve toward rupture when pre-sensitization against the extracellular matrix is performed. Structural glycoproteins and proteoglycans seems to be the main matrix component involved in these ruptures. Experimental AAA models are major tools to study mechanisms involved in vascular remodeling.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La physiopathologie de l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) est multifactorielle. De la plaque athéro-thrombotique jusqu’à l’anévrisme menaçant, les phénomènes hémodynamiques, protéolytiques, oxydatifs et inflammatoires jouent un rôle aussi complexe qu’interdépendant. Aucun traitement pharmacologique n’a fait la preuve de son efficacité. Dans ce travail, nous étudions 2 voies pharmacologiques potentielles, et développons un modèle murin d’exclusion endovasculaire. La rapamycine est utilisée en oncologie. Ses propriétés anti-inflammatoires, antiprolifératives et anti-angiogéniques stabilisaient la progression anévrismale dans un modèle établi d’AAA. L’AZD9668 est un inhibiteur sélectif de l’élastase. Sécrétée par les neutrophiles, cette protéase joue un rôle clé dans la physiopathologie anévrismale. Les propriétés thérapeutiques ont été étudiées sur un modèle murin potentialisé par l’injection systémique de Porphyromonas Gingivalis, entretenant la réaction inflammatoire et protéolytique pariétale. Dans un second temps, nous avons développé un modèle murin d’exclusion endovasculaire. La spécificité de ce traitement a soulevé de nouvelles problématiques, soulignant le rôle crucial de l’activité biologique du thrombus. L’exclusion endovasculaire d’un AAA sur les modèles de grands animaux est complexe et coûteuse. Nous avons ainsi décrit la technique sur un modèle reconnu d’AAA chez le rat. Le traitement pharmacologique des AAAs a démontré son efficacité sur modèles murins, mais est difficilement transposable à l’homme en raison des effets secondaires. Un traitement endoluminal véhiculant un principe actif délivré in-situ permettrait de stabiliser durablement les AAA. / Abdominal aortic aneurysm (AAA) pathophysiology is multifactorial. From the athero-thrombotic plaque to a threatening aneurysm, hemodynamic, proteolysis, oxidation and inflammation play a complex but interdependent role. No pharmacological treatment has yet proved to be efficient. In this work, we study 2 potential pharmacological targets, and develop a murine model of endovascular abdominal aneurysm repair (EVAR). Rapamycine is used in oncology. Its anti-inflammatory, anti-proliferative and antiangiogenic properties stabilized aneurysm progression on an established AAA. AZD9668 is an elastase selective inhibitor. Secreted by neutrophils, this protease plays a key role in aneurysmal pathophysiology. Its therapeutic benefits have been study on a murine AAA model potentiated by Porphyromonas Gingivalis systemic injection, maintaining inflammatory reaction and wall proteolysis. Then, we developed a murine endovascular aneurysm exclusion model. EVAR raised new concern, underlining the crucial role of the thrombus biological activity. Endovascular AAA exclusion on big animals is complex and expensive. We hence described the technic on a rat AAA well known model. Pharmacological AAAs treatment has proved to be efficient on murine models, but is hard to transpose to humans because of systemic side effects. An endoluminal treatment carrying active drugs, and delivered in-situ, could durably stabilize AAAs.

Le rétrécissement aortique calcifie (RAC) est la valvulopathie la plus fréquente dans les pays occidentaux et touche environ 2% des sujets de plus de 65 ans. Initialement considérée comme une dégénérescence passive de la valve aortique liée à l’âge, le RAC est actuellement considéré comme une pathologie complexe et hautement régulée et qui aboutit à un épaississement et à une calcification des feuillets valvulaires aortiques. A ce jour les mécanismes initiateurs et favorisant la progression du RAC ne sont pas complètement élucidés, et d’autre part, aucun traitement ne s’est avéré efficace pour ralentir ou stopper son évolution. Le remplacement valvulaire aortique (chirurgical ou percutané) reste le seul traitement en cas de rétrécissement aortique serré. D’autre part, il n’existe aucun modèle animal fiable et reproductible du RAC permettant de mieux comprendre la physiopathologie de cette valvulopathie et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques. Dans le laboratoire, nous avons fait l’hypothèse que la dysfonction de l’endothélium valvulaire jouait un rôle important dans l’initiation et la progression du RAC, et nous souhaitons utiliser un modèle animal permettant d’évaluer l’effet de nouvelles thérapeutiques. Ce travail porte donc sur l’évaluation du rôle du système endothélinergique dans la sténose aortique calcifiée et le développement d’un nouveau modèle animal murin de RAC. Dans notre première étude, nous nous sommes intéressés au modèle de souris EgfrWa2/Wa2. Ce modèle est induit par la substitution du résidu amine glycine par une valine. Les souris EgfrWa2/Wa2 homozygotes pour la mutation voient leur activité tyrosine kinase diminuée de 90%. Ce modèle induit un épaississement fibreux des feuillets valvulaires avec peu de calcifications. Cependant, l’augmentation du flux transaortique n’est pas liée a un RAC mais a une insuffisance aortique (IA). Nous avons évalué dans ce modèle l’effet d’un régime enrichi en graisse et d’une supplémentation en vitamine D3. Malgré une augmentation des taux sériquesdu cholestérol, de la vitamine D3 et de la calcémie, nous n’avons pas observé d’augmentation de la calcification. Le modèle EgfrWa2/Wa2 reste essentiellement un modèle d’IA avec le développement d’un RAC qui reste rare ou absent. Dans notre seconde étude, nous avons évalué le rôle du système endothélinergique dans des cultures primaires de cellules valvulaires interstitielles (hVICs) et endothéliales (hVECs) humaines, prélevées lors d’un remplacement valvulaire aortique chirurgical chez des patients ayant un RAC serré. Les valves de patients traités par une intervention de Bentall ont été utilisées comme groupe contrôle. Nous avons tout d’abord observé, par RT-PCR quantitative, que les hVECs issues de valves sténosées présentaient une augmentation non significative de l’ARNm codant pour l’endothéline et une augmentation significative de l’ARNm codant pour le récepteur ET-B, ainsi qu’une diminution significative de l’enzyme de conversion de l’endothéline dans les hVECs par rapport aux hVECs issues de valves contrôles. Le récepteur ET-B était également surexprimé dans les hVICs par rapport aux valves contrôles. En revanche, nous n’avons pas retrouvé de variation d’expression du récepteur ET-A dans les hVICs. Nous avons ensuite évalué l’effet de l’endotheline-1 (ET-1) dans les hVICs. Nous avons retrouvé que les hVICs calcifient lorsqu’elles sont en présence d’ET-1. Ces données suggèrent une implication du système endothélinergique dans la calcification valvulaire aortique. Des études complémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre son implication, notamment en évaluant l’effet d’antagoniste des récepteurs de l’endothéline dans des cultures de hVICs puis dans un modèle animal fiable mimant cette pathologie. / Aortic stenosis (AS) is the most common valvulopathy in Western countries and affects approximately 2% of subjects over 65 years of age. Originally considered a passive age-related degeneration of the aortic valve, AS is currently considered a complex and highly regulated pathology that results in thickening and calcification of aortic valve leaflets. To date the mechanisms initiating and promoting the progression of AS are not completely understood and secondly, no treatment has been effective to slow or stop its evolution. Aortic valve replacement (surgical or percutaneous) remains the only treatment for severe aortic stenosis. On the other hand, there is no reliable and reproducible animal model of AS to better understand the pathophysiology of this valvulopathy and to test new therapeutic targets. In the laboratory, we hypothesized that valvular endothelial dysfunction plays an important role in the initiation and progression of AS and we wish to use an animal model to evaluate the effect of new therapeutics. This work focuses on assessing the role of the endothelinergic system in AS and the development of a novel mouse animal model of AS. First, we used the EgfrWa2/Wa2 mouse model. This model is induced by the substitution of the amino glycine residue by a valine. The EgfrWa2/Wa2 mice homozygous for the mutation have their tyrosine kinase activity decreased by 90%. This model induces fibrous thickening of the leaflets with little calcification, but the increase in transaortic flow is not related to AS but to aortic regurgitation (AR). In this model we evaluated the effect of a fat-enriched diet and vitamin D3 supplementation. Despite increased serum levels of cholesterol, vitamin D3 and serum calcium, we did not observe an increase in calcification. The EgfrWa2/Wa2 model remains essentially a model of AR whereas AS remains rare or absent. Second, we evaluated the role of the endothelinergic system in primary cultures of human interstitial valvular (hVICs) and endothelial (hVECs) cells, obtained from AS patients treated by surgical aortic valve replacement. The valves of patients treated by a Bentall procedure were used as a control group. We first observed, by quantitative RT-PCR, that stenotic valves showed an increase in mRNA encoding endothelin and for its ET-B receptor and a decrease in the endothelin converting enzyme in the hVECs compared to the control valves. The ET-B receptor was also overexpressed in the hVICs compared to the control valves. We did not find any variation in expression of its ET-A receptor in hVICs. We then assessed the effect of endothelin-1 (ET-1) in the hVICs. We found that hVICs calcify when they are in the presence of ET-1. These data suggest involvement of the endothelinergic system in aortic valve calcification. Further studies are needed to better understand its involvement, notably by evaluating the effect of endothelin receptor antagonist in hVICs cultures and then in a reliable animal model mimicking this pathology

Dans la mise en forme par enlèvement de matière, pour certaines morphologies de pièces et sous certaines conditions de coupe, l'apparition de vibrations auto-entretenues est inévitable. <br />Pour remédier à ce phénomène en tournage des matériaux, une étude expérimentale originale exploitant la notion de torseur d'efforts est mise en place pour déterminer, très précisément, le comportement dynamique du système usinant (pièce/outil/machine). Les principaux paramètres relatifs au comportement dynamique du système usinant sont identifiés. La localisation des déplacements de la pointe de l'outil dans un plan caractéristique est démontrée. L'existence de ce plan et les corrélations avec les caractéristiques élastiques du système usinant permettent de simplifier le modèle dynamique 3D et de proposer un modèle en accord avec les résultats expérimentaux tout en restant dans une configuration tridimensionnelle de la coupe.<br />La simulation numérique issue de ce modèle simplifié fournit des résultats en bon accord avec l'expérience.