Les différents agents pathogènes ont développé de multiples stratégies pour contourner ou modifier les mécanismes de défense de l'hôte. La bactérie intracellulaire Brucella n'est pas une exception à la règle, car elle a développé des mécanismes qui lui permettent d'échapper à la surveillance immunitaire, persister pendant de longues périodes dans l'hôte et établir une infection chronique. En effet, Brucella responsable de la brucellose ou fièvre de Malte. La brucellose est une zoonose en réémergence ; dans cette maladie l'homme infecté représente une impasse épidémiologique. Il est indispensable de mieux connaître l'immunité développée contre Brucella qui est un excellent modèle d'étude d'autres maladies chroniques bactériennes. Le projet de thèse a été centré sur le développement et la modulation des réponses immunes par Brucella et les molécules bactériennes. Dans la première partie de cette thèse, nous avons analysé les réponses immunitaires innées et adaptatives lors de l'infection avec Brucella. D'une part, nous avons étudié l'influence des neutrophiles dans la réponse immunitaire lors de l'infection, en étudiant le cours de brucellose dans les modèles de souris neutropéniques. D'autre part, nous avons identifié et caractérisé in vivo une population des cellules CD4+ cytotoxiques au cours des infections avec Brucella. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés dans les modèles murins et humains aux propriétés immunomodulatrices des différentes molécules bactériennes telles que les glucans cycliques et des lipopolysaccharides (LPS). / Various successful pathogens have evolved multiple mechanisms to overcome or alter many normally very effective host defense mechanisms, including both innate and acquired immunity. The intracellular pathogen Brucella is not an exception to the rule as it displays mechanisms that allow it to evade immune surveillance and that are required to establish persistent infections in mammals. In this work, we studied the induction and modulation of immune responses by the intracellular bacteria Brucella and bacterial components. In the first part of this thesis, we have performed a systemic analysis of the innate and adaptive immune responses upon Brucella infection. On the one hand, we investigated the influence of polymorphonuclear neutrophils (PMNs) in the immune response during Brucella infection by exploring the course of brucellosis in antibody neutropenic mouse models. On the other hand, we identified and characterized in vivo a cytotoxic CD4+ T cell population upon Brucella abortus and Salmonella thyphimurium infections. In the second part, we focused on the immunomodulatory properties of various bacterial components such as cyclic glucans and lipopolysaccharides (LPS) both in mouse and human models.

L’adhésion, la migration cellulaire et l’environnement stromal sont intimement liés pour garantir l’homéostasie du système immuno-hématopoïétique. Néanmoins, nos connaissances des mécanismes responsables du maintien de ce processus fonctionnel restent fragmentaires. Notre étude a permis de mieux caractériser le stroma ganglionnaire et médullaire dans lesquels nous avons démontré de nouveaux rôles immuno-régulateurs des molécules d’adhésion jonctionnelle JAM-B et JAM-C. Dans la zone T des ganglions lymphatiques, les cellules réticulaires fibroblastiques (FRC) sécrètent des composés de la matrice extracellulaire et des chimiokines homéostatiques, nécessaires à la migration intranodale des lymphocytes T naïfs. La génération de nouveaux anticorps monoclonaux a permis d’identifier une diversité phénotypique et fonctionnelle au sein de la population FRC. L’un d’entre eux reconnaît la Thrombomoduline permettant d’identifier une population de FRC exprimant les protéines JAM-C et PDGFRα. Cette population cellulaire, dénommée FRCDP (Double Positive) sécrète des chimiokines homéostatiques, ce qui la distingue de la population FRCDN (Double Negative). Les souris sauvages traitées avec l’anticorps anti-JAM-C présentent une diminution significative du taux intranodal des chimiokines CXCL12, CCL19, CCL21 affectant la recirculation des cellules T naïves. De façon similaire, les cellules stromales des niches hématopoïétiques fournissent un environnement fonctionnel, nécessaire à l’homéostasie du système hématopoïétique. Les molécules d’adhésion sont connues pour contrôler ces mécanismes. JAM-C est exprimée à la surface des cellules souches hématopoïétiques (CSH) mais son rôle dans l’hématopoïèse reste inconnu. Notre étude montre que la molécule JAM-B est exprimée par l’environnement médullaire et interagit spécifiquement avec JAM-C sur les CSH. Les souris déficientes pour le gène jam-b présentent une diminution du nombre de CSH quiescentes et une réponse accrue aux agents mobilisants, démontrant ainsi que le couple JAM-B/JAM-C est nécessaire au maintien et à la rétention des CSH dans la moelle osseuse. / Homeostasis of the immune and hematopoietic system is dependent of cell adhesion, cell migration and stromal environment. Nevertheless, the molecular mechanisms involved in the crosstalk between hematopoietic and stromal cells have remained elusive. Our studies allowed to better characterize lymph node (LN) and bone marrow (BM) stromal compartments through the demonstration that expression of junctional adhesion molecules (JAM) in these compartments is necessary for the maintenance of immune and hematopoietic homeostasis. In the T cell zone (LN), extracellular matrix and homeostatic chemokines are secreted by fibroblastic reticular cells (FRC) which control naive T cell migration. We have identified new FRC subsets using a monoclonal antibody based approach to identify new cell surface markers of stromal cells. We have found that the FRC population expressing JAM-C, Thrombomodulin and PDGFRα (FRCDP, for Double Positive) secretes homeostatic chemokines such as CCL21, CCL19 and CXCL12. In contrast, FRCDN (Double Negative) that lack JAM-C and Thrombomodulin expression do not. Functionally, we have shown that JAM-C controls the secretion of CCL21, CCL19 and CXCL12 by FRCDP and that anti-JAM-C treated mice exhibit a decrease of intranodal chemokine contents. These results suggest that JAM-C may regulate homeostasis through the control of homeostatic chemokine secretion. We therefore asked the question whether similar function for JAM-C or its ligand JAM-B may be identified in the bone marrow. In the BM, Hematopoietic Stem Cells (HSC) are maintained quiescent and undifferentiated in specific stromal structures called HSC niches. HSC/niche interactions via adhesion molecules and chemokines are known to be active player of HSC homeostasis. Recently, JAM-C expression by HSC has been reported, but its role in hematopoiesis has remained elusive. We have demonstrated that HSC interact with JAM-B expressed by BM stromal cells in a JAM-C dependent manner. Moreover, we have observed a decreased pool of quiescent HSC in jam-b deficient mice. Finally, we have found that jam-b deficient mice exhibit an increase in intramedullary CXCL12 content and an exacerbated response to mobilizing agents. Collectively, these data demonstrate that JAM-B and JAM-C play a dual function in lymph node and bone marrow microenvironments through the regulation of leuko-stromal adhesion and chemokine secretion.

Beaucoup d’expériences et d’applications utilisant des molécules froides nécessitent d’avoir un échantillon de molécules froides à la fois en translation, en vibration et en rotation. Cette thèse se situe dans la même thématique, elle a pour objectif la généralisation de la méthode du pompage optique qui a permis de refroidir la vibration des molécules de Césium par un laser large bande dont les fréquences correspondantes aux transitions partant du niveau vibrationnel fondamental ont été supprimées. Nous avons, par exemple, réalisé un transfert de la population moléculaire dans un niveau vibrationnel pré-sélectionné. Nous avons ensuite démontré que le refroidissement vibrationnel est aussi efficace avec une source de lumière non cohérente. Enfin, une technique de conversion électronique a été démontrée et qui a permis de transférer les molécules formées dans l’état électronique métastable a3Σu+ vers l’état électronique fondamental X1Σg+. Finalement, l’application de cette méthode sur la rotation a été étudié, les résultats préliminaires montrent que le processus marche efficacement ce qui ouvre des perspectives sur le refroidissement lasers des molécules. / Many experiments and applications using cold molecules need to have a sample of molecules cold in all degrees of freedom. My activity in the cold molecule experiment considered several extensions and generalizations of the vibrational cooling technique using a shaped broadband laser. The first extension realized was the transfer of the molecular population to any pre-selected vibrational level. Another extension was the realization of vibrational cooling and molecular population transfer with the use of a broadband, non-coherent, diode light source, instead of a femtosecond laser. Finally, we demonstrate an efficient technique which allows us to convert molecules initially formed in the triplet state (a3Σu+) into the ground electronic state (X1Σg+). The generalization of the vibrational cooling technique to include rotation has also been studied. Preliminary experiments considered for rotational cooling as well as more detail theoretical treatment has been performed. This open the way for more general laser technique apply to molecules.

L’immunothérapie allergénique (ITA) est la seule thérapie capable d’agir sur l’étiologie des allergies. La compréhension des mécanismes d’action de ce traitement et la mise en évidence de biomarqueurs d’efficacité favoriserait l’optimisation de l’ITA. A l’aide des tétramères de classe II, nous avons suivi les lymphocytes T CD4 périphériques spécifiques d’allergènes, acteurs centraux de la réaction allergique, dans des conditions normales, pathologiques ou en cours d’ITA, afin d’établir un lien entre ces trois situations physiologiques. Nous avons mis en évidence des différences entre les réponses lymphocytaires T CD4 spécifiques d’allergènes saisonniers et perannuels, chez les individus sains et allergiques. Puis, lors de 2 études cliniques d’ITA sublinguale, l’une menée chez des adultes allergiques aux pollens de graminées traités pendant 4 mois et l’autre menée chez des enfants allergiques aux acariens traités pendant 1, nous avons respectivement observé une diminution des lymphocytes Th2A et une augmentation de la production d’IFN- γ liées au traitement. Toutefois, ces variations ne corrèlent pas avec l’efficacité clinique de l’ITA observée dans ces deux études. Les limites d’utilisation des tétramères de classe II nous ont amené à rechercher si l’expression de marqueurs d’activation membranaires pouvait remplacer un marquage « tétramère ». Alors qu’une corrélation insuffisante a été observée entre le marquage « tétramère » et l’expression des marqueurs d’activation testés, nous avons mis en évidence 3 populations cellulaires aux propriétés fonctionnelles diverses, soulignant l’hétérogénéité des réponses lymphocytaires spécifiques d’allergènes. De plus, la découverte des lymphocytes Th2A pourrait être une approche prometteuse pour le suivi des réponses lymphocytaires T CD4 spécifiques d’allergènes lors d’ITA à plus long terme. / Allergenic immunotherapy (AIT) is currently the only curative treatment for allergic disease. Whereas efficacy of this treatment is well established, its mechanisms of action are not clearly understood and predictive as well as surrogate biomarkers are needed to further support AIT development. We focused on allergen specific CD4 T cells, highly involved in allergic inflammation, and monitored their responses both in normal and pathologic conditions, or during AIT. Using MHC class II tetramers, we highlighted distinct patterns of polarization between seasonal and perennial allergen-specific CD4 T cells as well as between healthy and allergic individuals. Then, allergen-specific CD4 T cell responses were monitored during 2 double-blind placebo-controlled sublingual AIT clinical trials. After short term AIT (4 months), we observed a decrease of Th2A cells, a newly define subset, thought to contain most allergen-specific CD4+ T cells. IFN-γ production was increased after one year of treatment. However, these variations were not related to AIT clinical efficacy. We further compared the expression of various activation markers and MHC class II tetramer staining following in vitro stimulation in order to circumvent inherent limitation of tetramers. No correlation could be established between tetramer staining and the expression of multiple activation markers in allergen-stimulated CD4 T cells. Combining these methods helps understanding patient heterogeneity regarding CD4 T cell responses. Moreover, Th2A cells detection is likely a promising approach to identify allergen-specific CD4 T cell during long-term AIT.

L’obésité, le diabète de type 2 et l’athérosclérose sont les principaux problèmes de santé publique affectant les pays développés. Bien que de nombreux traitements soient disponibles contre ces maladies, de nombreux progrès sont encore nécessaire pour le développement de composés plus actif et plus sûr. Mon laboratoire a montré que l’activation du récepteur aux acides biliaires TGR5 par ses ligands entrainait une augmentation de la dépense énergétique et réduisait le niveau des cytokines chez la souris, ce qui pourrait être une nouvelle voie vers le traitement de ces désordres métaboliques. Nous décrivons ici le développement d’un nouvel agoniste synthétique, spécifique et puissant pour TGR5. A partir d’une librairie de 20.000 composés, les composés 50980906, 13008574 et 37525283 ont été caractérisés comme les plus puissants et stables. Le composé 13008574 a montré une réduction significative sur la prise de poids de souris C57BL/6J après un régime alimentaire riche en graisses. Suite à l’activation de TGR5, nous avons observés une augmentation du niveau d'expression des gènes Ucp-1, Dio-2 et Cpt-1 dans le tissu adipeux brun et une augmentation de la clairance du glucose suite à une augmentation de la sécrétion de GLP-1 chez les souris traitées par le composé 13008574. Nous avons également montrés que le composé 13008574 n’a pas d’effet sur les souris TGR5-/- témoignant de sa spécificité. Enfin nous avons par ailleurs confirmé l'effet du composé 13008574 comme agent anti-inflammatoire, avec un effet protecteur face au développement de l'athérosclérose. Notre travail montre ainsi que le développement d’agonistes pour TGR5, puissant et sûr, est possible pour traiter le syndrome métabolique. / Obesity, type 2 diabetes and atherosclerosis, are amongst the main driving factors of a public health crisis that impacts developed countries. Although several drugs are available, there is still a large unmet medical need to find better and safer compounds to treat these diseases. In this context, my host laboratory discovered that activation of the membrane bile acid receptor TGR5 induces energy expenditure and reduces inflammation in mice, which would be beneficial to manage the above–mentioned disorders. INT-777, a semi-synthetic bile acid, is until now, one of the most specific TGR5 ligands. Here, we report the identification of a new synthetic, selective and potent TGR5 agonist. From a screen of 20,000 compounds as potential TGR5 activators, the compounds 50980906, 13008574 and 37525283 were the most potent and stable. In particular, 13008574 induced a significant reduction of body weight gain when C57BL/6J mice were exposed to a high fat diet, paralleled by an increase in the expression levels of Ucp-1, Dio-2 and Cpt-1 in brown adipose tissue. In addition, mice treated with 13008574 displayed improved glucose clearance, consequent to increased GLP-1 secretion. We showed furthermore that the effects of 13008574 were lost in TGR5-/- mice, testifying the specificity of the compound. In addition, 13008574 acts as an anti-inflammatory agent, with a protective effect on atherosclerosis development in LDLr-/- mice treated with a high cholesterol diet. Our work hence shows that potent, selective, and safe TGR5 agonists can be developed to cure the metabolic syndrome.

Ce travail de thèse est principalement axé sur le développement d’une nouvelle méthode de manipulation de vortex d’Abrikosov individuels dans les supraconducteurs de type II. Cette méthode, rapide, efficace et précise, est basée sur l’optique en champ lointain et repose sur l’échauffement local du supraconducteur sous l’action d’un faisceau laser focalisé. Elle apporte une excellente alternative aux techniques existantes de manipulation de vortex, toutes basées sur l’utilisation de sondes locales, et donc intrinsèquement lentes et difficiles à mettre en oeuvre dans un environnement cryogénique. La combinaison de cette méthode à une technique d’imagerie magnéto-optique performante permet de déplacer des vortex individuels avec un taux de réussite de 100% et sur de grandes échelles limitées uniquement par le champ de l’objectif de microscope. Les vitesses de manipulation atteintes sont élevées, de l’ordre de 10 mm.s-1, mais encore limitées par l’instrumentation utilisée et loin des limites fondamentales offertes par cette méthode, estimées au km.s-1. La méthode de manipulation optique permet aussi de mesurer la distribution des forces de piégeage de chaque vortex d’un échantillon. En utilisant des puissances de chauffage laser permettant de dépasser localement la température critique, nous avons également pu étudier la pénétration des vortex à l’interface entre une zone normale et une zone supraconductrice.Durant ces travaux, nous avons aussi eu l’opportunité de mettre en évidence, par spectroscopie de molécules uniques, l’effet flexomagnétoélectrique dans un matériau multiferroïque, en employant un supraconducteur de type I comme générateur de champ magnétique inhomogène. Enfin, nous proposons à la fin de ce mémoire un concept de jonction Josephson créée tout optiquement, et dont les propriétés seraient contrôlables en temps réel par laser. / This thesis focuses on the development of a new manipulation technique to handle single Abrikosov vortices in type II superconductors. This fast, efficient and precise method is based on far field optics and rests on the local temperature elevation produced by a focused laser beam. It brings an excellent alternative to the existing techniques which are all based on local probes and thus heavy to implement in a cryogenic environment. The combination of this method with an efficient magneto-optical imaging system allows us to manipulate single vortices with a 100% rate of success on a large scale only limited by the field of view of the microscope objective. Manipulation speeds are high, of the order of 10 mm.s-1, but still limited by our setup and far from the fundamental limits offered by this technique, estimated to the km.s-1. This manipulation technique also allows to measure the pinning force of any single vortex in a superconducting sample. By using a high enough laser power which locally pushes the temperature above the critical temperature, we could also study the vortex penetration at the interface between normal and superconducting areas.In the course of this work, we also evidenced, with single molecule spectroscopy, the flexomagnetoelectric effect in a multiferoic material, by using a type I superconductor as a source of inhomogeneous magnetic field. Finally, we propose at the end of the manuscript the new concept of an optically created Josephson junctions, whose properties could be controlled in real time just with a laser beam.

L’hydroperoxyde lyase (HPL) est une enzyme issue de la voie de la lipoxygénase, voie métabolique très représentée chez les végétaux, impliquée dans la production de composés aromatisants (l’hexanal, le 3Z-hexenal et le 2E-hexenal). Ces composés sont responsables de l’odeur fraîche de l’herbe coupée dite « note verte » et sont très utilisés par les industries cosmétiques et agroalimentaires. Leur biosynthèse résulte de l’oxydation des acides gras polyinsaturés en hydroperoxydes par la lipoxygénase, puis de leur clivage par l’hydroperoxyde lyase (HPL). Les procédés actuels de production de ces composés présentent certains inconvénients, ils sont notamment très polluants et peu performants, aussi l’utilisation d’enzymes recombinantes dans de tels procédés permettrait d’obtenir ces molécules de manière plus efficace tout en bénéficiant du label "naturel". L’ADNc codant pour l’hydroperoxyde lyase (HPLwt) a été isolé au laboratoire à partir d’olives noires. Afin d’améliorer la solubilité de l’enzyme, une HPL dépourvue de son peptide de transit chloroplastique (HPLdel) a également été produite. Les deux enzymes ont été exprimées chez E.coli, purifiées par chromatographie d’affinité puis caractérisées biochimiquement. Elles agissent exclusivement sur les 13-hydroperoxydes (13-HPL) à un pH et une température optimum de 7,5 et 25°C. De plus l’évaluation des paramètres cinétiques de l’enzyme montre qu’elles ont une meilleure efficacité catalytique (kcat/Km) sur les 13-hydroperoxydes d’acide linolénique (3,68 s-1.µM-1) que sur les 13-hydroperoxydes d’acide linoléique (0,54 s-1.µM-1). La bioconversion des 13-hydroperoxydes d’acide linoléique et linolénique en hexanal et 3Z-hexénal par l’action de l’HPLwt et l’HPLdel a été étudiée. Des taux de conversion maximum atteignant 93 % et 68 % pour la production d’hexanal et 73 % et 45% pour la production d’3Z-hexénal ont été obtenus quand l’HPLwt et l’HPLdel sont utilisées respectivement. La stabilité de l’enzyme a ensuite été étudiée. Des essais de conservation montrent que l’utilisation de glycérol à 10% (v/v) permet le maintien de la totalité de l’activité de l’HPLwt et de l’HPLdel durant cinq semaines de stockage à -80°C. De plus, l’ajout de composés chimiques tels que le KCl, le NaCl, le Na2SO4, la glycine et le glycérol permettent d’augmenter l’activité enzymatique des deux enzymes et d’améliorer les conditions de synthèse de l’hexanal et du 3Z-hexénal en diminuant la quantité d’enzyme nécessaire à leur production. / The hydroperoxide lyase (HPL) derives from a metabolic pathway named lipoxygenase pathway widely represented in plants and involved in the production of flavoring compounds (hexanal, 3Z-hexenal and 2E-hexenal). These volatile compounds are responsible for the fresh odor of cut grass known as "green note" and have a particularly interest for flavor and food industries. Their biosynthesis results from the oxygenation of linoleic and linolenic acids by lipoxygenase action to form fatty acid hydroperoxides, then of their cleavage by hydroperoxide lyase action. The processes of production currently used are highly polluting or lead to a low yield. To overcome these drawbacks, the use of recombinant enzymes in such processes constitutes an attractive alternative because they would allow producing these molecules in a more effective way, while benefiting from the "natural" label.A cDNA encoding for HPL (HPLwt) from black olive fruit was isolated, and in order to improve the enzyme solubility, the HPL deleted of its chloroplast transit peptide (HPLdel) was then produced. Both enzymes were expressed into E. coli (M15), purified by affinity chromatography, and characterized. They act exclusively on 13-hydroperoxide (13-HPL) and display an optimum pH at 7.5 and an optimum temperature at 25 °C. The bioconversion of 13-hydroperoxides of linoleic and linolenic acids in hexanal and 3Z-hexenal respectively, using HPLwt or HPLdel was studied. Conversion yields reach a maximum of 93 % and 68 % for hexanal production, and 73 % and 45 % for 3Z-hexenal when reactions were performed by HPLwt and HPLdel respectively.The enzyme stability was then studied. Conservations tests using 10 % glycerol (v/v) allows the maintenance of the entire activity of HPLwt and HPLdel during five weeks of storage at -80°C. Furthermore, the addition of chemical compounds such as KCl, NaCl, Na2SO4, glycine, and glycerol can increase the efficiency of both enzymes and improve the synthesis of hexanal and 3Z-hexenal by decreasing the amount of enzyme required to produce them.

L'adhésion cellulaire est un phénomène important en biologie. Le but de ce travail est le développement d'un modèle mécanique décrivant des phénomènes d'adhésion cellulaire à différentes échelles. La première échelle, microscopique, a pour objet la description des phénomènes cinétiques moléculaires durant le rolling. La seconde échelle, mésoscopique, est relative à la modélisation des déformations actives de la cellule durant la motilité. La troisième échelle, dite macroscopique, concerne la description de l'évolution dans le temps de l'adhésion d'une population de cellules. Les simulations réalisées mettent en évidence le rolling, et la déformation active de la cellule / Cell adhesion is an important phenomenon in biology, especially in the immune defence and tissue growth.We focus in this work on the development of a mechanical model for the description of the cell adhesion in a multiscal context. The first one is microscopic scale, which describes the molecular rupture and adhesion kinetics.At the mesoscopic scale, we model the active deformation of the cell during the motility phenomenon. At the macroscopic scale, we model the time evolution of the adhesion of cell population, under the action of the fluid. Numerical simulations emphasize the rolling phenomenon and the active deformation of a cell

Dans le contexte règlementaire européen « REACH » nous avons développé un partenariat avec ArianeGroup et le CNES. L'objectif est de mieux connaitre la toxicité et les mécanismes toxiques de molécules hautement énergétiques (MHE) en utilisant des approches in vitro et in vivo. Une première partie du travail s'est focalisée sur l'étude de la cytotoxicité in vitro de deux propergols : le 1,1,4,4-tétraméthyl-2-tétrazène (TMTZ) et la monométhylhydrazine (MMH), molécule de référence. Le TMTZ possède un très faible impact, en comparaison de la MMH, sur le métabolisme cellulaire ou l'induction d'un stress radicalaire et présente une faible cytotoxicité. Dans une deuxième partie, nous avons étudié la tolérance et la pharmacocinétique chez la souris du 3,4,5-trinitropyrazole. Les expositions ont été de type aigu (IV et per os) ou sub-chronique (per os sur 30 jours). Les paramètres pharmacocinétiques, la voie d'élimination et les voies métaboliques ont été définis. La DL50 a été estimée à 390 mg/kg par voie orale en dose unique. Dans une troisième partie, nous avons utilisé une approche de métabolomique ciblée et de transcriptomique sur des cellules HepaRG différenciées pour étudier la relation structure/toxicité de sept molécules de la famille des nitropyrazoles. Nous avons clairement observé des différences de cytotoxicité en relation avec la structure des composés. Trois molécules ont la capacité de générer un stress radicalaire et génotoxique. Les stratégies expérimentales mises en place ont permis de mieux définir la toxicité et la cytotoxicité de plusieurs MHE et de conforter une stratégie industrielle de développement de molécules à faible niveau de toxicité pour l'homme / In the European regulatory context "REACH", we have developed a partnership with ArianeGroup and CNES. The objective is to understand the toxicity and toxic mechanisms of high energy molecules (HEM) using in vitro and in vivo approaches. The first part of the work focused on the study of the in vitro cytotoxicity of two propellants: 1,1,4,4-tetramethyl-2-tetrazene (TMTZ) and monomethylhydrazine (MMH), the reference molecule. TMTZ has a very low impact, compared to MMH, on cellular metabolism or induction of radical stress. TMTZ has low cytotoxicity than MMH. In a second part, we studied the tolerance and pharmacokinetics of 3,4,5-trinitropyrazole in mice. Exposures were acute (IV and per os) or subchronic (per os over 30 days). Pharmacokinetic parameters, route of elimination and metabolic pathways have been defined. The LD50 was estimated at 390 mg/kg orally in a single dose. In a third part, we used a targeted metabolomics and transcriptomics approach on differentiated HepaRG cells to study the structure/toxicity relationship of seven molecules of the nitropyrazole family. We clearly observed differences in cytotoxicity in relation to the structure of the compounds. Three molecules have the capacity to generate radical and genotoxic stress. The experimental strategies developed have made possible to better define the toxicity and cytotoxicity of several HEMs. These results have consolidate an industrial strategy for the development of molecules with a low level of toxicity for humans

La Chimie Verte s’engage entre autres à mettre au point des procédés plus respectueux de l’environnement et à émanciper de la pétrochimie les filières industrielles de fabrication de produits. Dans ce contexte, les enzymes représentent des alternatives de choix pour réaliser des réactions de synthèse de molécules écoresponsable à partir de la biomasse végétale. - L’endoglycocéramidase II de Rhodoccoccus sp. M-777, une glycoside-hydrolase, a été la cible d’un travail d'ingénierie du site actif afin de réorienter son activité hydrolytique vers la synthèse de polyglucosides d’alkyles, de potentiels biosurfactants. Une transglycosylase permettant d’atteindre des rendements de production de plus de 70% a été obtenue. La modélisation de la mutation permet de proposer des pistes sur les raisons de cette inversion du ratio hydrolyse/transglycosylation.- Une stratégie d'évolution dirigée a été appliquée à la féruloyle-estérase A d’Aspergillus niger pour la rendre plus résistante aux chocs thermiques et à la présence de solvants, deux propriétés requises pour utiliser cette enzyme pour des réactions de transfert dans des conditions thermodynamiquement favorables. Un catalogue d’enzymes améliorées, pour les deux propriétés, a été obtenu. L'accumulation de ces connaissances permettra de pouvoir plus efficacement rationaliser le design de biocatalyseur pour la synthèse de molécules, en accord avec les attentes de la chimie verte. / Green chemistry promotes the development of more environmentally friendly processes and the ending of polluting petrochemical industries by promoting the use of renewable resources. In this context, enzymes represent interesting alternatives catalysts for chemical transformations. Notably, they constitute tools of choice for synthesis of organic molecules from plant biomass.- Endoglycoceramidase II from Rhodococcus sp. M-777, a retaining glycoside hydrolase, was subjected to active-site remodelling in order to reorient its activity towards the synthesis of alkyl-polyglucosides, molecules with potential biosurfactant properties. Thus, an efficient transglycosylase able to reach production yield of more than 70% of alkyl-cellobiosides was obtained. A modelling study help to identify the determinants of this complete reversion of the transfer / hydrolysis ratio.- A directed evolution strategy was applied to Aspergillus niger feruloyl-esterase A, in order to make it more resistant to heat shocks and to the presence of solvents, two prerequisites to use this enzyme for transfer reactions under thermodynamically favourable conditions. This led to the establishment of a catalog of optimized enzymes for their thermostability, their solvent resistance, or both properties.These results will pave the way towards a more efficient way to rationally design biocatalysts meeting the expectations of green chemistry.