À la suite d'attaques terroristes massives est apparue une motivation féroce qui risque d'être manipulée pour justifier des excès de force. Voulant prévenir des attaques armées contre leurs intérêts, certains États ont adopté des politiques de « tuerie ciblée » pour éliminer de façon permanente des terroristes en sol étranger qui menacent leur sécurité. II est pourtant illégal de tuer des individus en l'absence de conflits armes sans égard au droit à la vie. La présente recherche tient à déterminer si, en vertu du droit international, des États peuvent neutraliser par force des individus dangereux ou bien venir au secours d' otages en sol etranger. En étudiant l'article 51 de la Charte des Nations Unies, un certain nombre de conclusions sont apparues, notamment que des opérations pour « arrêter ou neutraliser » ne peuvent avoir lieu que dans des États qui supportent des terroristes ou qui restent indifférents face à leur présence, et que I'expression « guerre contre Ie terrorisme » ne peut permettre des «tueries ciblées » sans avoir à considérer les droits à la vie et à la légitime défense. Puisque toute division entre les membres de la communauté internationale peut venir limiter la prévention d'attaques, le fait que la coopération entre les États ayant abolis la peine de mort et ceux ayant recours aux « tueries ciblées » puissent en souffiir fait l'objet de cet ouvrage. Ladite recherche conclue que l'utilisation de « tueries ciblées » en dehors du contexte de conflits armés ne peut être permis qu'en dernière mesure lorsque réellement nécessaire pour prévenir des attaques armées et protéger la vie. / From the ashes of devastating acts of terrorism has arIsen a resolve so powerful that measures of counterterrorism risk being manipulated by states to justify excess. In an attempt to prevent armed attacks against their interests, a number of states have adopted policies of targeted killing to permanently incapacitate terrorists on foreign soil. The intentional killing of suspected offenders, however, cannot be lawfully carried-out by states in the absence of armed conflict without regard for the right to life. The following research attempts to determine whether it is permissible for nations to use force on foreign soil to . incapacitate dangerous individuals or rescue hostages under international law. By studying article 51 selfdefense of the United Nations charter, a number of conclusions are asserted, namely that operations to "arrest or neutralise" can only be carried-out in states that support terrorists or are complacent to their presence, and that declaring "war on terrorism" cannot allow governments to kill suspected terrorists in countries where there is no war, except in a manner that is reconcilable with the rights to life and selfdefense. Since division among members of the international community may ultimately diminish their ability to collectively suppress international terrorism, the potential for hindered cooperation between abolitionist states and those that carry-out targeted killings is also addressed. The current research concludes that targeted killings can only be justified outside the context of armed conflict when they are truly necessary as a last resort to prevent armed attacks and save lives. / "Mémoire présenté à la faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Maîtrise en droit (LL.M.)". Ce mémoire a été accepté à l'unanimité et classé parmi les 10% des mémoires de la discipline.

Les picocyanobactéries du genre Synechococcus sont présentes dans tous les types d'environnements marins. Cette ubiquité s'explique en partie par la grande diversité pigmentaire de ces cellules, leur permettant de capturer efficacement la lumière sur une large gamme spectrale. La plupart des souches ont une composition pigmentaire fixe mais certaines sont capables d'ajuster leur pigmentation en fonction de la lumière incidente par un processus physiologique appelé acclimatation chromatique de type IV (AC4). Une approche de métagénomique ciblée originale, combinant des techniques sophistiquées, a été développée afin d'étudier la diversité et la distribution des différents types pigmentaires de Synechococcus in situ. L'intérêt de cette approche a pu être démontré après des optimisations spécifiques. La disponibilité de 25 nouveaux génomes de Synechococcus a permis de faire d'importantes avancées sur la compréhension du mécanisme d'AC4. Un cluster de 4 à 6 gènes, codant pour une phycobiline-lyase et plusieurs régulateurs transcriptionnels, est systématiquement présent chez toutes les souches capables de cette plasticité phénotypique. Deux configurations bien distinctes de ce cluster, nommées AC4-A et AC4-B, ont été découvertes et se retrouvent dans des lignées différentes de Synechococcus. Ces deux types de clusters auraient été soumis à des processus évolutifs distincts. Par ailleurs, certaines singularités phénotypiques entre les souches possédant ces deux types de clusters génomiques ont pu être démontrées. Ce travail de thèse soulève de nouvelles hypothèses sur la régulation de cette plasticité phénotypique ainsi que sur les mécanismes biochimiques associés.

Ces dernières années, le paradigme de la radiobiologie selon lequel les effets biologiques des rayonnements ionisants ne concernent strictement que les dommages à l'ADN et les conséquences liées à leur non réparation ou à leur réparation défectueuse, a été remis en question. Ainsi, plusieurs études suggèrent que des mécanismes «non centrés » sur l'ADN ont une importance significative dans les réponses radio-induites. Ces effets doivent donc être identifiés et caractérisés afin d’évaluer leurs contributions respectives dans des phénomènes tels que la radiorésistance, les risques associés au développement de cancers radio-induits, les conséquences des expositions aux faibles doses. Pour ce faire, il est nécessaire : (i) d'analyser la contribution de ces différentes voies de signalisation et réparation induites en fonction de la dose et de la zone d’irradiation; (ii) d’’étudier les réponses radio-induites suite à l’irradiation exclusive de compartiments subcellulaires spécifiques (exclure les dommages spécifiques à l'ADN nucléaire); (iii) d’améliorer la connaissance des mécanismes moléculaires impliqués dans les phénomènes de radiosensibilité/radiorésistance dans la perspective d’optimiser les protocoles de radiothérapie et d’évaluer in vitro de nouvelles thérapies associant par exemple les effets des rayonnements ionisants et de nanoparticules d’oxydes métalliques. Les microfaisceaux de particules chargées offrent des caractéristiques uniques pour répondre à ces questions en permettant (i) des irradiations sélectives et en dose contrôlée de populations cellulaires et donc l’étude in vitro des effets « ciblés » et « non ciblés » à l'échelle cellulaire et subcellulaire, (ii) de caractériser l’homéostasie de cultures cellulaires en réponses à des expositions aux rayonnements ionisants et/ou aux nanoparticules d’oxydes métalliques (micro-analyse chimique multi-élémentaire). Ainsi, au cours de ma thèse, j'ai validé et exploité des méthodes d’évaluation qualitatives et quantitatives (i) in cellulo et en temps réel de la réponse radio-induite de compartiments biologiques spécifiques (ADN, mitochondrie, …) ; (ii) in vitro de la radiosensibilité de lignées sarcomateuses issues de patients; et (iii) in vitro des effets induits par des expositions à des nanoparticules d'oxydes métalliques afin d’évaluer leur potentiel thérapeutique et anti-cancéreux. / Few years ago, the paradigm of radiation biology was that the biological effects of ionizing radiations occurred only if cell nuclei were hit, and that cell death/dysfunction was strictly due to unrepaired/misrepaired DNA. Now, next this “DNA-centric” view several results have shown the importance of “non-DNA centered” effects. Both non-targeted effects and DNA-targeted effects induced by ionizing radiations need to be clarified for the evaluation of the associated radiation resistance phenomena and cancer risks. A complete overview on radiation induced effects requires the study of several points: (i) analyzing the contribution of different signaling and repair pathways activated in response to radiation-induced injuries; (ii) elucidating non-targeted effects to explain cellular mechanisms induced in cellular compartments different from DNA; and (iii) improving the knowledge of sensitivity/resistance molecular mechanisms to adapt, improve and optimize the radiation treatment protocols combining ionizing radiations and nanoparticles. Charged particle microbeams provide unique features to answer these challenge questions by (i) studying in vitro both targeted and non-targeted radiation responses at the cellular scale, (ii) performing dose-controlled irradiations on a cellular populations and (iii) quantifying the chemical element distribution in single cells after exposure to ionizing radiations or nanoparticles. By using this tool, I had the opportunity to (i) use an original micro-irradiation setup based on charged particles microbeam (AIFIRA) with which the delivered particles are controlled in time, amount and space to validate in vitro methodological approaches for assessing the radiation sensitivity of different biological compartments (DNA and cytoplasm); (ii) assess the radiation sensitivity of a collection of cancerous cell lines derived from patients in the context of radiation therapy; (iii) study metal oxide nanoparticles effects in cells in order to understand the potential of nanoparticles in emerging cancer therapeutic approaches.

La thérapie photodynamique (PDT) est un type de traitement du cancer qui offre de nombreux avantages. Une stratégie pour améliorer l'efficacité de la PDT est l'élaboration de photosensibilisateurs (PSs) de troisième génération, composés d’une molécule photoactivable couplée à un agent de ciblage. Les travaux de recherche de cette thèse portent sur l'amélioration de la sélectivité du traitement PDT en concevant des PSs ciblés. La première partie de la thèse est consacrée à l'étude d'un PS couplé à de l’acide folique (PS-FA). L’acide folique est une unité bien connue de ciblage qui se lie de façon efficace au récepteur de l'acide folique sur-exprimé à la surface de nombreuses cellules cancéreuses. Nous avons particulièrement vérifié la stabilité de l'acide folique sous l'influence des facteurs environnementaux. La deuxième partie est consacrée à l'étude du peptide KDKPPR conçu pour cibler neuropiline-1, un récepteur surexprimé dans les néovaisseaux. Plusieurs modifications du peptide ont été faites et les analogues ont été testés par des analyses ELISA afin d'évaluer leur capacité de liaison à la suite des modifications. La troisième partie de la thèse a consisté en la synthèse de porphyrines couplées à des blocs porteurs de 1, 2 ou 3 peptides grâce à la technique de chimie click pour former de multiples conjugués avec des nombres différents de porphyrines et peptides attachés aux plateformes / Photodynamic therapy (PDT) is a type of cancer therapy that could offer many advantages. One possible way to improve the effectiveness of PDT is the elaboration of third generation photosensitizers (PSs) which consisted of PSs coupled with targeting agents. This thesis focuses on improving the selectivity of PS delivery through designing targeted PS agents. The first part of the thesis deals with the study of a PS-folic acid (PS-FA). FA is a well-known targeting unit which bonds with high efficiency to folic acid receptor over-expressed on the surface of many cancer cells. We particularly checked the stability of folic acid under the influence of environmental factors. The second part is devoted to the study of KDKPPR peptide designed to target neuropilin-1, a receptor over-expressed in neovessels. Several modifications of the peptide were made and the analogues were tested through ELISA assays to evaluate their binding capability following the modifications. The third part of the thesis is related to the synthesis of porphyrin and peptide building blocks through click chemistry technique to form multiple conjugates with different numbers of porphyrins and peptides attached to the platforms

La borréliose de Lyme est une maladie à transmission vectorielle en forte progression ces dernières années. Après une infection par la bactérie appartenant au complexe Borrelia burgdorferi sensu lato via une piqûre de tique, de multiples troubles (cardiaques, rhumatologiques…) peuvent apparaître. Il n’existe à l’heure actuelle aucun vaccin contre la maladie chez l’homme. De plus, les méthodes actuelles de diagnostic souffrent d’un manque de sensibilité, de spécificité ou de rapidité. Nous avons développé différentes approches protéomiques pour l’étude de cette maladie. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence de nouveaux candidats vaccinaux par une approche Ge-LC-MS/MS de type label free. Dans un second temps, nous avons mis au point une méthode de détection de la bactérie dans des biopsies cutanées par spectrométrie de masse ciblée SRM. Nous avons également caractérisé les modifications post-traductionnelles d’une protéine identifiée dans les glandes salivaires de tique, et capable de lyser les fibroblastes. Un dernier volet a concerné l’évaluation de deux instruments et de l’apport de modes d’acquisition originaux pour l’analyse protéomique / Lyme borreliosis has been rising strongly for the last twenty years. After an infection by the bacterium belonging to the Borrelia burgdorferi sensu lato complex through a tick bite, multiple disorders (cardiac, rhumatological…) may appear. There is no current vaccine available for human being. Moreover, actual diagnosis methods lack of sensitivity, specificity and quickness. We developed various proteomic approaches to study the Lyme disease. Firstly, we discovered new vaccine candidates by using a Ge-LC-MS/MS label free approach. Secondly, we set up the detection of the bacteria in human cutaneous biopsies by targeted SRM mass spectrometry. We also characterized the post-translational modifications of a lytic protein present in tick salivary glands. Finally, we evaluated the performances of two instruments and the contribution of original acquisition modes for proteomic analyses.

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes et la capacité des tumeurs à développer une résistance face aux thérapies anti-androgéniques vient souvent compromettre le pronostic des patients. Le développement de nouvelles approches thérapeutiques afin de circonvenir à la progression de ces tumeurs représente un besoin important la gestion de ce type de cancer. Plusieurs démonstrations récentes établissent l’implication de la famille des proprotéines convertases dans la progression tumorale. Ces enzymes ont pour fonctions biologiques de cliver une variété de précurseurs protéiques jouant des rôles importants dans la tumorigénèse. Dans le cancer de la prostate, la proprotéine convertase PACE4 est fortement surexprimée dans les cellules cancéreuses et joue un rôle dans la prolifération et la capacité à former des tumeurs, ce qui en fait une cible thérapeutique d’intérêt. En ce sens, des inhibiteurs peptidomimétiques ont été développés dans l’optique de la thérapie ciblée contre la PACE4. Toutefois, dans le but de développer une approche thérapeutique optimale, il convient néanmoins de comprendre le niveau de redondance fonctionnelle entre les différents membres de la famille des convertases, qui sont connus pour partager plusieurs de leurs substrats, ainsi que les mécanismes moléculaires régissant l’activité de la PACE4 et de ses substrats sous-jacents. L’utilisation d’une approche de répression génique stable envers les différentes convertases a permis de mettre en lumière les fonctions uniques de la PACE4 dans la progression tumorale. De plus, grâce à une approche de protéomique comparative, le premier substrat de la PACE4 dans le cancer de la prostate; le growth differenciation factor 15, a été découvert. Ce substrat permet de commencer à dresser l’implication de PACE4 dans le paysage moléculaire du cancer de la prostate. Grâce à des modalités d’imagerie moléculaire, l’emploi de versions radiomarquées des inhibiteurs peptidiques a également permis de démontrer que les composés s’accumulent dans les cellules cancéreuses en fonction des niveaux de PACE4 présents, et ce, tant in cellulo qu’in vivo. Ces données suggèrent un potentiel pour le développement d’un examen théranostique pour prédire la réponse tumorale à la pharmacothérapie anti-PACE4. Finalement, l’analyse de l’épissage alternatif de l’ARNm de PACE4 a permis l’élucidation des caractéristiques biochimiques et des fonctions spécifiques d’une nouvelle isoforme; la PACE4-altCT, qui est exprimée chez les cellules cancéreuses de la prostate, mais aussi d’autres types de cancer. Cette découverte a permis de redéfinir le modèle de travail en intégrant le concept de la rétention intracellulaire de cette isoforme qui semble médier la plupart de l’activité pro-proliférative reliée à l’activité PACE4, ce qui en fait la cible pharmacologique principale des inhibiteurs peptidiques dans le cancer de la prostate, mais aussi un biomarqueur potentiel. / Abstract: Prostate cancer is the most common cancer among men. The capabilities of tumors to adapt and overcome antiandrogenic therapy is persistently worsening patient’s prognostic and the development of novel therapeutic approaches to circumvent tumor progression therefore represents an unmet need. Many reports now demonstrate the implication of the enzymes from the proprotein convertase family in the progression of tumor from many cancer types. These enzymes are responsible for the processing of various protein precursors playing important roles in tumorigenesis. In prostate cancer, the proprotein convertase PACE4 is strongly overexpressed in cancer cells and plays a role in cell proliferation and tumor formation thus making a strong case for its use as a pharmacological target. For this reason, PACE4 peptidomimetic inhibitors were generated to develop PACE4-targeted therapies. However, to develop an optimal therapeutic approach regarding the inhibition of this enzyme, a complete understanding of the level of functional redundancy between the different convertases in prostate cancer is needed. Moreover, understanding the molecular mechanisms both upstream and downstream of PACE4 in prostate cancer cells would allow a better understanding of the considerations underneath such a therapeutic strategy. Using a stable gene silencing approach to knockdown all co-expressed member of the convertase family in prostate cancer cells, the roles of PACE4 in tumor progression were found to be unique and non-redundant among the other family member. Through a comparative proteomic approach, the first PACE4-specific substrate in prostate cancer; growth and differentiation factor 15, was identified. With this substrate growth factor, it is now possible to initiate the dissection of PACE4 biochemical functions in the prostate cancer molecular landscape. Using a radiolabelled version of the PACE4 peptide inhibitors, it was possible to demonstrate using molecular imaging that when applied in cellulo and in vivo, the compound is uptaken by cancer cells as well as by tissues according to their PACE4 expression levels. These data suggest that such PACE4 molecular imaging with pharmacological inhibitor could be developed as a theranostic assay to predict which tumor could be treated by PACE4-targetted therapy. Lastly, PACE4 mRNA alternative splicing analysis permitted the discovery of a new PACE4 isoform; named PACE4-altCT, which is strongly overexpressed by prostate cancer cells as well as other cancer types. As this isoform displays specific biochemical features and functions, notably being intracellularly retained and mediating most of the PACE4-associated cell growth capabilities, this discovery further redefined our working model, pointing to PACE4-altCT as the pharmacological target of inhibitory peptides in prostate cancer as well as a potential biomarker.

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Le rhabdomyosarcome de l'adulte est une tumeur rare au pronostic. Le présent travail propose d'étudier les caractéristiques cliniques et moléculaires et la prise en charge des adolescents et adultes atteints de rhabdomyosarcome ainsi que la possibilité de combinaison de thérapie ciblées sur lignées cellulaires in vitro. Nous avons anamysé rétrospectivement 239 patients âgés de 10 ans ou plus, atteints de rhabdomyosarcome au MD Anderson Cancer Center entre 1957 et 2003 et leur statut fusionnel pour PAX-FOXO1 par hybridation in situ en fluorescence. Trois lignées cellulaire de sarcome à petites cellules ont été soumises à des combinaisons de thérapies ciblées avec analyse de la viabilité. Les patients de plus de 50 ans avaient une survie globale à 5 ans de 13 % (médiane de survi à 1.7 ans) en dépit d'une maladie localisée. Approximativement 13 % des patients métastasiques de moins de 50 ans ont eu une survie prolongée de plus de 15 ans. L'utilisation d'une stratégie thérapeutique triple, intégrant chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie était signifcativement associée à une survie prolongée. Auniveau molécualire, la présence du transcrit de fusio PAX3/7-FOXO1 était significativement liée à un risque accru de maladie métastatique. L'étude in vitro de thérapies ciblées a permis d'identifier la combinaison du vorinostat plus le 17DMAG associée à la doxorubicine comme ayant une meilleure efficacité. La prise en charge du rhabdomyosarcome de l'adolescent et de l'adulte semble souffrir d'une approche moins agressive comparée au rhabdomyosarcome pédiatrique. De plus, des combianaisons de thérapies ciblées peuvent être intégrées aux protocoles de chimiothérapies standards. / Rhabdomyosarcoma is a rare entity adult patient with unfavourable outcome. This work describes the clinical and molecular specificities of adolescent and adult type of rhabdomyosarcoma and investigates the optimal integration of targetd therapy combinations on small cell sarcoma cell lines in vitro. We retrospectively analyzed 239 patients, 10 years of age and greater, diagonsed withrhabdomyosarcoma at MD Anderson Cancer Center from 1957 trough 2003 and their PAX-FOXO1 fusion gene status by fluorescence in situ hybridization on tissues microarray. Three samll cell sarcoma cell lines were exposed to targetd agent combinations. PAtient with metastatic rhabdomyosarcoma were found to have a 18 % survival rate at 5 years from diagnosis with an 12 %survival past 15 years. This outcome was even poorer for patients over 50 of age, even with localized disease. Younger patients were more likely to receive multidisciplinary therapy than their older counterparts. The presence of PAX-FOXO1 tranlocation was significantly associated with a higher frequency of metastatic disease. The four agents with the exception of abacavir synergized two by two with each other in vitro but the triple combinations did not perform beter than the bitherapies. The dual therapies vorinostat 5HDAC inhibitor) plus 17-DMAG (Hsp90 inhibitor) added with doxorubicin achvied better results than dual or triple therapies. Adult patient with rhabdomyosarcoma present similar molecular and clinical characteristics compared pediatric patients but outcome decrease with age partly du to a less multimodal management. Moreover targeted combinations should be integrated to chemotherapy backbone.

La gestion des maladies infectieuses dans la faune sauvage se heurte à de nombreuses limites, et le développement de stratégies efficaces représente un défi de taille. Pour atteindre cet objectif, une compréhension fine des facteurs influençant la transmission et la persistance de l’infection est nécessaire. Parmi ces facteurs, l’hétérogénéité de transmission est une caractéristique importante des populations sauvages. En effet, la diversité des comportements, des structures sociales et spatiales, ou encore des espèces peut conduire à des contributions très variables au nombre de nouvelles infections. Par conséquent, quantifier l’hétérogénéité de transmission pourrait permettre d’améliorer l’efficacité des mesures de gestion sanitaire dans la faune sauvage, en ciblant les individus ou les unités de population qui sont responsables de la majorité des évènements de transmission. L’objectif de cette thèse était d’améliorer les connaissances sur la gestion des maladies infectieuses dans des populations sauvages hétérogènes, en utilisant la brucellose à Brucella melitensis dans une population de bouquetin des Alpes (Capra ibex) comme modèle d’étude. En effet, la biologie de la brucellose et l’écologie de l’espèce hôte se prêtent bien à l’existence et donc à l’étude d’une hétérogénéité de transmission à différentes échelles. A l’aide de cultures bactériennes, nous avons tout d’abord montré que seulement 58 % des individus séropositifs sont à risque d’excréter la brucellose, et que ce risque diminue avec l’âge. Ensuite, mettant à profit l’existence d’informations détaillées sur la dynamique de population et le comportement du bouquetin, et de données épidémiologiques dans la population d’étude, nous avons développé un modèle individu-centré afin de quantifier l’hétérogénéité individuelle et spatiale de la transmission. Nous avons démontré que la transmission de la brucellose était hétérogène entre individus, les femelles provoquant environ 90% des nouvelles infections, et entre unités spatiales, plus de 80% des cas de transmission ayant lieu dans les trois sous-unités socio-spatiales qui forment la zone cœur du massif. Nous avons également estimé l’évolution temporelle de la séroprévalence et de la force d’infection, en utilisant différents modèles statistiques. Les résultats suggèrent que l’importante opération de capture menée en 2015, avec test systématique et élimination des individus séropositifs, a permis de diminuer la transmission de la brucellose dans la population. Sur la base de l’ensemble de ces résultats, nous avons évalués une série de stratégies de gestion sanitaire qui pourraient être utilisées à l’avenir dans la population. Les résultats, issus du modèle individu-centré, confirment que la stratégie prioritaire devrait être d’éliminer le plus d’individus séropositifs, et que cibler les femelles et/ou la zone cœur permet d’améliorer l’efficacité des mesures. Bien qu’il n’y ait pas de solution évidente pour la gestion de la brucellose dans notre cas d’étude, les stratégies de gestion ciblées sont très prometteuses et permettent de raffiner les mesures sanitaires classiquement utilisées. Il est donc primordial de bien comprendre l’hétérogénéité de transmission dans les populations sauvages infectées, et de rechercher des stratégies ciblées qui peuvent permettre d’améliorer la gestion en termes d’efficacité et d’acceptabilité / The management of infectious diseases in wildlife reservoirs is particularly challenging and faces several limitations. The development of appropriate management strategies requires a detailed understanding of the factors affecting the transmission and persistence of the infectious agent in the population. Among these factors, heterogeneity of transmission is a common characteristic in natural host-pathogen systems. Indeed, wild animals express a broad range of behaviours, are organised in a variety of social and spatial structures, occupy many areas with very different characteristics and belong to a large diversity of species. Such heterogeneities, from between-individuals to between-species, may result in different contributions to the overall number of new cases of infections. Thus, understanding transmission heterogeneity could provide valuable insights on how to effectively manage these systems, by targeting the individuals or areas that are responsible for most transmissions. The aim of this thesis was to provide insights on the monitoring and management of infectious diseases in heterogeneous wild populations, using Brucella melitensis infection in a French population of wild Alpine ibex (Capra ibex) as a case study. The biology of brucellosis and the ecology of Alpine ibex makes this case study a good candidate for transmission heterogeneity at several levels. Using bacterial examinations, we first established that only 58% of seropositive individuals were at risk to excrete Brucella, and that this risk decreased with increasing age. Then, we took advantage of detailed information available on ibex population dynamics, behaviour, and habitat use, and on epidemiological surveys, to build an individual-based model in order to quantify heterogeneity at the individual and spatial levels. The transmission is extremely heterogeneous between individuals, with females generating around 90% of the new cases of brucellosis infection, and between spatial units, three of the five socio-spatial units (the core area) accounting for more than 80% of brucellosis transmission. Using statistical models to estimate the temporal dynamics of the seroprevalence and of the force of infection in the population, we found evidence that the massive captures with test-and-remove operations that were conducted in 2015 managed to reduce brucellosis transmission in the population. Based on these results, we evaluated several predictive disease management strategies in the individual-based model. Our results confirmed that the primary strategy should be to remove as many seropositive individuals as possible, and that strategies targeting females and/or the core area are more effective than untargeted management. Although there is no silver bullet for the management of brucellosis in the population of study, targeted strategies offer a wide range of promising refinements to classical sanitary measures. We therefore encourage to look for heterogeneity in other infection-wildlife systems and to evaluate potential targeted strategies for improving management schemes in terms of efficiency and acceptability

L’interaction des particules chargées avec la matière conduit à un dépôt d’énergie très localisé dans des traces de dimensions sub-micrométriques. Cette propriété unique rend ce type de rayonnement ionisant particulièrement intéressant pour disséquer les mécanismes moléculaires radio-induits suite à l’échelle de la cellule. L’utilisation de microfaisceaux de particules chargées offre en outre la capacité d’irradier sélectivement à l’échelle du micromètre avec une dose contrôlée jusqu’à la particule unique. Mon travail a porté sur des irradiations réalisées avec le microfaisceau de particules chargées de la plateforme AIFIRA (Applications Interdisciplinaires des Faisceaux d’Ions en Région Aquitaine) du CENBG. Ce microfaisceau délivre des protons et particules alpha et est dédié aux irradiations ciblées in vitro (cellules humains) et in vivo (C. elegans).En complément de l’intérêt qu’elles présentent pour des études expérimentales, les dépôts d’énergie et les interactions des particules chargées avec la matière peuvent être modélisés précisément tout au long de leur trajectoire en utilisant des codes de structures de traces basés sur des méthodes Monte Carlo. Ces outils de simulation permettent une caractérisation précise de la micro-dosimétrie des irradiations allant de la description détaillée des interactions physiques à l’échelle nanométrique jusqu’à la prédiction du nombre de dommages à l’ADN et leurs distributions dans l’espace.Au cours de ma thèse, j’ai développée des modèles micro-dosimétriques basés sur l’outil de modélisation Geant4-DNA dans deux cas. Le premier concerne la simulation de la distribution d’énergie déposée dans un noyau cellulaire et le calcul du nombre des différents types de dommages ADN (simple et double brin) aux échelles nanométrique et micrométrique, pour différents types et nombres de particules délivrées. Ces résultats sont confrontés à la mesure expérimentale de la cinétique de protéines de réparation de l’ADN marquées par GFP (Green Fluorescent Protein) dans des cellules humaines. Le second concerne la dosimétrie de l’irradiation d’un organisme multicellulaire dans le cadre d’études de l’instabilité génétique dans un organisme vivant au cours du développement (C. elegans). J’ai simulé la distribution de l’énergie déposée dans différents compartiments d’un modèle réaliste en 3D d’un embryon de C. elegans suite à des irradiations par protons. Enfin, et en parallèle de ces deux études, j’ai développé un protocole pour caractériser le microfaisceau d'AIFIRA à l’aide de détecteurs de traces fluorescent (FNTD) pour des irradiations par protons et par particules alpha. Ce type de détecteur permet en effet de visualiser les trajectoires des particules incidentes avec une résolution de l’ordre de 200 nm et d’examiner la qualité des irradiations cellulaires réalisées par le microfaisceau. / The interaction of charged particles with matter leads to a very localized energy deposits in sub-micrometric tracks. This unique property makes this type of ionizing radiation particularly interesting for deciphering the radiation-induced molecular mechanisms at the cell scale. Charged particle microbeams (CPMs) provide the ability to target a given cell compartment at the micrometer scale with a controlled dose down to single particle. My work focused on irradiations carried out with the CPM at the AIFIRA facility in the CENBG (Applications Interdisciplinaires des Faisceaux d’Ions en Région Aquitaine). This microbeam delivers protons and alpha particles and is dedicated to targeted irradiation in vitro (human cells) and in vivo (C. elegans).In addition to their interest for experimental studies, the energy deposits and the interactions of charged particles with matter can be modeled precisely along their trajectory using track structure codes based on Monte Carlo methods. These simulation tools allow a precise characterization of the micro-dosimetry of the irradations from the detailed description of the physical interactions at the nanoscale to the prediction of the number of DNA damage, their complexity and their distribution in space.During my thesis, I developed micro-dosimetric models based on the Geant4-DNA modeling toolkit in two cases. The first concerns the simulation of the energy distribution deposited in a cell nucleus and the calculation of the number of different types of DNA damage (single and double strand breaks) at the nanometric and micrometric scales, for different types and numbers of delivered particles. These simulations are compared with experimental measurements of the kinetics of GFP-labeled (Green Fluorescent Protein) DNA repair proteins in human cells. The second is the dosimetry of irradiation of a multicellular organism to study the genetic instability in a living organism during development (C. elegans). I simulated the distribution of the energy deposited in different compartments of a realistic 3D model of a C. elegans embryo following proton irradiations. Finally, and in parallel with these two studies, I developed a protocol to characterize the AIFIRA microbeam using fluorescent nuclear track detector (FNTD) for proton and alpha particle irradiations. This type of detector makes it possible to visualize in 3D the incident particle tracks with a resolution of about 200 nm and to examine the quality of the cellular irradiations carried out by the CPM.