La paratuberculose bovine, ou maladie de Johne, est une maladie inflammatoire intestinale chronique provoquant d’importantes pertes économiques chez les producteurs de ruminants du monde entier. Que ce soit chez la vache laitière ou de boucherie, ces pertes sont causées majoritairement par une diminution de la capacité de reproduction, la baisse de production laitière et l’amaigrissement des vaches qui perdent ainsi beaucoup de valeur à l’abattage, en plus d’être sujettes à une réforme précoce. Outre les pertes économiques, le potentiel de transmission à l’humain est un facteur non négligeable en plus d’un risque de contamination de la chaîne alimentaire. Cette maladie est causée par une bactérie intracellulaire obligatoire nommée Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP). II n’existe actuellement aucune stratégie efficace pour combattre l’infection chez les animaux atteints. L’évolution lente de la maladie fait en sorte que les signes cliniques apparaissent tardivement, soit plusieurs années (4 à 7 ans) après l’infection initiale. Au cours de cette progression, les animaux infectés commencent à excréter le pathogène dans leur environnement. Les animaux atteints deviennent infectieux et peuvent contaminer d’autres congénères, ainsi que leur propre veau. Afin de permettre aux producteurs d’éliminer les vaches atteintes avant qu’elles n’atteignent ce stade, il s’avère important d’établir un diagnostic précoce. Actuellement, ce n’est qu’en phase sous-clinique avancée que les tests diagnostiques sont plus sensibles, soit 2 à 3 ans après le début des excrétions fécales chez les animaux infectés. L'incompréhension du manque de sensibilité des tests de dépistage et de l'évolution de cette maladie justifient les efforts de recherche dans ce domaine en vue de mieux comprendre les réponses immunitaires impliquées dans cette maladie. En effet, une meilleure connaissance des processus d’inflammation chronique pourrait aider à développer des outils diagnostiques complémentaires. Nos résultats suggèrent une dérégulation de la réponse immunitaire. Ainsi, en étudiant les composantes et caractéristiques du sang provenant de vaches infectées, il nous a été possible d’observer que les niveaux de cytokines plasmatiques telles l’interleukine 17 et l'ostéopontine se trouvent sécrétées à différents niveaux chez les vaches atteintes de paratuberculose bovine. De plus, l'analyse de la capacité de leur sérum à soutenir efficacement la prolifération des cellules mononucléées du sang périphérique révèle que le sérum de vaches infectées interfère pour atténuer la prolifération cellulaire. II semble qu’un constituant du sérum provoque une diminution de la réponse immunitaire chez les vaches malades. Les résultats offrnt une appréciation des dérèglements immunitaires provoqués par la paratuberculose bovine.

Chaque année, de nombreux génomes bactériens sont séquencés et il devient de plus en plus évident que la participation des îlots génomiques à la plasticité bactérienne est prépondérante. Pourtant, bien que la définition même des îlots génomiques implique qu'ils aient été acquis par transfert horizontal, le mécanisme de transfert de nombre d'entre eux demeure inconnu. L'un des mécanismes employés par les îlots génomiques pour se transférer est le transfert conjugatif. Le but de ce projet de recherche était d'étudier le mécanisme de mobilisation d'une nouvelle classe d'îlots génomiques, initialement identifiés dans les genres Vibrio et Alteromonas. Les résultats obtenus ont permis la caractérisation d'un mécanisme de mobilisation inédit reposant sur la reconnaissance par un élément intégratif et conjugatif (ICE) d'une séquence similaire à son origine de transfert sur des îlots génomiques. Grâce à cette reconnaissance spécifique, ces îlots génomiques sont mobilisables par les ICE de la famille SXT/R391, retrouvés principalement chez Vibrio. Cette étude présente l'ensemble du mécanisme de mobilisation des îlots génomiques mobilisables (MGI) par les ICE SXT/R391 à partir de l'excision du chromosome de la cellule donneuse jusqu'à l'intégration dans le chromosome de la cellule réceptrice, en passant par l'initiation du transfert au niveau de l'origine de transfert et le transfert au travers du pore de conjugaison synthétisé par l'ICE. La diversité génétique de la famille des MGI a également été étudiée et apporte des précisions sur leurs rôles et leur possible origine évolutive.

Le cytosquelette se compose de microfilaments (polymères d’actine), de microtubules (polymères de tubuline) et de filaments intermédiaires (polymères de desmine, de lamines …). Le sepsis défini par une infection associée à une réaction inflammatoire systémique est responsable de dysfonctions myocardiques de mauvais pronostique. Cette cardiomyopathie apparait dans les premières heures du sepsis et guérit en moins de deux semaines chez les survivants. Même si certaines études démontrent l’implication d’éléments du cytosquelette dans la cardiomyopathie septique, les rôles des microfilaments et des microtubules ne sont pas clairement établis.Macrophage migration inhibitory factor (MIF) est une cytokine pro-inflammatoire sécrétée en excès dans le sepsis qui serait responsable d’un ralentissement de la récupération myocardique. Dans un premier temps, notre travail a consisté à caractériser l’implication des microtubules dans la dysfonction musculaire cardiaque induite par MIF. Dans un modèle de trabécules auriculaires droites humaines nous avons démontré que MIF induit une hyperpolymérisation des microtubules responsable d’une hyperviscosité intracellulaire, d’une dysfonction mitochondriale et d’une dysfonction contractile. Nos résultats suggèrent qu’une hyperpolymérisation des microtubules induite par MIF pourrait être responsable d’un ralentissement de la récupération myocardique à la phase tardive de la myocardiopathie septique. Dans un second temps, nous avons évalué l’implication des microfilaments dans un modèle murin de dysfonction myocardique inflammatoire induite par l’injection d’une endotoxine bactérienne, le lipopolysaccharide. Nos résultats suggèrent qu’à la phase précoce de la cardiomyopathie inflammatoire il existe une hyperpolymérisation des microfilaments responsable de dysfonctions contractile et mitochondriale.Les connaissances fondamentales acquises au cours de ce travail de thèse suggèrent une implication directe des microtubules et des microfilaments dans la physiopathologie des cardiomyopathies inflammatoires. / The cytoskeleton is composed of intracellular microfilaments (actin polymers), microtubules (tubulin polymers) and intermediate filaments (desmin, lamin … polymers).Sepsis, the association of an infection and a systemic inflammatory response, induces myocardial dysfunction. Septic cardiomyopathy appears in the early phase of sepsis and is associated with fatal outcome. Complete recovery of myocardial function occurs within two weeks following the onset of myocardial dysfunction in surviving patients. Although several studies demonstrate a role of cytoskeleton in septic cardiomyopathy, the involvement of microfilaments and microtubules is not clear.Macrophage migration inhibitory factor (MIF) is a pro-inflammatory cytokine secreted during sepsis that is suggested to postpone myocardium recovery. The first aim of the study was to characterize microtubule implications in MIF-induced cardiac muscle dysfunction. In a model of human right atrial trabecule we demonstrated that MIF induces microtubule stabilizations which are responsible for high intracellular viscosity, contractile and mitochondria dysfunctions. Our results suggest that MIF-induced microtubule stabilizations might be responsible for a delay of myocardial recovery during septic cardiomyopathy. The second aim of the study was to characterize microfilament involvements in a murine inflammatory cardiomyopathy induced by a lipopolysaccharid (LPS) injection. Our results suggest that microfilament stabilizations might be responsible for LPS-induced contractile and mitochondria dysfunctions in the early phase of inflammatory cardiomyopathy. Thus, these new fundamental mechanisms suggest a direct involvement of microtubules and microfilaments in the development and evolution of inflammatory cardiomyopathies.

La complexité de la prise en charge des hépatites B chroniques est en partie liée à la persistance virale. La clairance du virus est compliquée du fait du mode de réplication du virus et de l'interaction de HBV avec les acteurs de la réponse immunitaire innée. On distingue plusieurs stades d'infection chronique à HBV, qui se caractérisent par un équilibre variable entre réplication virale et réponse immunitaire de l'hôte. La définition clinique de ces différentes phases est insuffisante pour discriminer le risque évolutif des patients. Des études de cohorte sont nécessaires pour mieux appréhender les relations entre réplication virale et immunité lors des infections chroniques à HBV. Le premier travail est une étude de cohorte rétrospective s'intéressant aux relations entre marqueurs virologiques sériques et intrahépatiques et expression intrahépatique des gènes de l'immunité innée. Les gènes de l'immunité innée étudiés sont moins exprimés au cours des hépatites B chroniques en comparaison à des contrôles sains, sans influence de la réplication virale. Le taux d'AgHBs sérique pourrait refléter l'importance de la réponse immunitaire innée intrahépatique, notamment la réponse IFN de type I pour les patients négatifs pour l'AgHBe. Le deuxième travail est une étude de cohorte prospective, qui ne retrouve pas de bénéfice à l'addition d'un traitement par PEG-IFN chez des patients co-infectés HBV/HIV et répondant au traitement par NUCS. Cette étude souligne de façon intéressante que le taux d'AgHBs à l'initiation du traitement pourrait être prédictif de la réponse au traitement, des taux plus faibles d'AgHBs étant favorables. L'ensemble de ces résultats démontre l'importance de la relation entre réponse immunitaire et réplication virale pour expliquer les différentes phases de l'hépatite B chronique. Ces résultats pourraient se révéler intéressants pour le développement de nouvelles prises en charge thérapeutiques de patients infectés chroniquement par HBV / Chronic HBV infections (CHB) are difficult to treat diseases because of viral persistence. It’s explained by the particular replication of Hepatitis B Virus (HBV) and its interplays with host immunity. CHB is characterized by different stages, which reflect a balance between viral replication and immune response. However, our knowledge regarding the natural history of CHB is insufficient to allow us to predict patients’ prognosis. Further clinical studies are needed to improve our understanding of interplays between HBV replication and host immunity. The first study is a retrospective one about interplays between serological and intrahepatic viral markers and intrahepatic innate immunity genes expression. Immunity genes seem to be down-regulated during CHB in comparison to healthy controls, without impact of the level of viral replication. HBsAg levels in blood may reflect the intrahepatic innate immune response and especially the type I IFN response for HBeAg negative patients. The second part is a prospective study which shows any relevance of adding PEG-IFN to HIV/HBV co-infected responders to NUCS therapy patients. The results highlight the potential interest of baseline HBsAg level to predict PEG-IFN response (low HBsAg levels being more favorable). Finally, these results highlight the role of interplays between HBV replication and innate immune response during the natural history of CHB. They may be interesting in the context of the development of new antiviral strategies

Actuellement, l’Hydroxyurée est le seul traitement médicamenteux qui permet d’améliorer la qualité de vie et l’espérance de vie des patients drépanocytaires. Ses effets sont essentiellement liés à l’augmentation de l’HbF par l’inhibition de la polymérisation de l’hémoglobine S qui constitue la base physiopathologique de la drépanocytose. Cependant d’autres paramètres de réponse contribuent à l’amélioration clinique, principalement les atteintes chroniques, et ce indépendamment de l’augmentation du %HbF. Le phénotype hémolytique est associé aux globules rouges denses (DRBC) qui constituent une sous population de globules rouges présentant une densité supérieure à 1,11. L’amélioration des manifestations chroniques est associée à une diminution du %DRBC qui semble être une cible thérapeutique de l’Hydroxyurée. Par son efficacité de plus en plus démontrée, l’Hydroxyurée pourrait être le traitement de recours dans le traitement de fond de la drépanocytose, cependant son mode d’action reste encore partiellement élucidé.Ce travail a été réalisé dans le but de mieux comprendre le mode d’action de l’Hydroxyurée.La première étude consiste à déterminer les facteurs prédictifs de la diminution des DRBC sous Hydroxyurée. Après 6 mois de traitement, une diminution significative du %DRBC associée à une amélioration des paramètres d’hémolyses a été observée. Cet effet est indépendant de l’augmentation du %HbF. La diminution du %DRBC semble être plus constante que l’augmentation du %HbF sous Hydroxyurée.La deuxième étude a pour but de mettre au point une nouvelle approche de mesure de la teneur en HbF par globule rouge. L’outil de quantification actuellement utilisé donne une mesure du pourcentage moyen de l’HbF. Or la teneur en HbF par globule rouge peut varier pour un même %HbF conduisant à une variabilité de réponse clinique et biologique. Dans l’hypothèse d’un seuil d’HbF inhibant la polymérisation de l’hémoglobine S, une méthode précise de mesure de la teneur en HbF par globule rouge a été développée. Dans le cadre d’une preuve de concept, une étude de la distribution de l’HbF a été effectuée au cours du traitement par Hydroxyurée. Le suivi longitudinal montre une distribution hétérogène de l’HbF avant le début du traitement par Hydroxyurée. La distribution de l’HbF devient homogène après 6 mois sur l’ensemble des globules rouges avec une diminution rapide du nombre de globules rouges ne contenant pas d’HbF au profit des autres populations globulaires.La troisième étude a pour but d’optimiser le traitement par Hydroxyurée. En effet les atteintes rénales associées à la drépanocytose sont de plus en plus fréquentes et constituent un facteur de mortalité. Elles peuvent influencer la pharmacocinétique de l’Hydroxyurée car l’excrétion rénale constitue une voie d’élimination de l’Hydroxyurée. Nous avons d’abord développé unetechnique de mesure simple et fiable de dosage de l’Hydroxyurée. La pharmacocinétique de l’Hydroxyurée a été comparée entre les patients drépanocytaires présentant une fonction rénale normale avec ceux présentant une insuffisance rénale modérée et une hyper filtration glomérulaire. Une diminution de l’élimination de l’Hydroxyurée associée à une augmentation des concentrations plasmatiques ont été observées chez les insuffisants rénaux. La pharmacocinétique de l’Hydroxyurée semble être similaire chez les patients normo-rénaux et hyperfiltrants.Ce travail a apporté des éléments de réponse que nous jugeons important quant à l’action de l’Hydroxyurée sur les DRBC impliqués dans la vasculopathie chronique et sur la distribution de l’HbF. Nous avons également apporté une nouvelle technique de mesure de l’Hydroxyurée et montré qu’une adaptation de dose est nécessaire chez les patients ayant une insuffisance rénale. / Hydroxyurea, the only sickle-cell–disease approved drug, has proven its efficacy in ameliorating patient quality of life and life expectancy. The classical biological response of Hydroxyurea therapy is increased fetal hemoglobin (HbF) which inhibits deoxy hemoglobin S polymerization. However, other parameters also support clinical benefits of Hydroxyurea especially for chronic organ failures which are related to hemolysis. Sickle-cell–disease hemolytic phenotype is associated with dense red blood cells (DRBC) defined as having a density >1,11. Improvement of chronic clinical complications is associated with a marked decrease in %DRBC emphasizing its role as a therapeutic target for Hydroxyurea treatment. Despite the known benefits in both acute and chronic sickle-cell–disease manifestations, the mechanism action of Hydroxyurea has not been fully elucidated.This thesis was undertaken in order to investigate the mechanism of action of Hydroxyurea in sickle-cell–disease treatment.The first aim is to determine biological parameters predictive of %DRBC decrease under Hydroxyurea. A significant decrease in %DRBC after 6 months of Hydroxyurea therapy was observed. This biological response was associated with a decrease in hemolysis. However no correlation with %HbF increase was detected; the decrease in %DRBC under Hydroxyurea was more constant than the increase in %HbF.The second aim of this study was to develop a new approach for HbF determination in individual red blood cells. Indeed, routine HbF quantification only provides a mean value. However clinical amelioration is not exclusively dependent on the average %HbF, since a wide distribution of HbF content per cell could indicate a HbF content threshold for inhibition of deoxy hemoglobin S polymerization. In this context, a simple and precise method was developed in order to assay HbF content per cell. The distribution of HbF during Hydroxyurea therapy was analyzed as proof of concept. The longitudinal monitoring showed an uneven distribution of HbF before Hydroxyurea and a normal distribution in the whole red blood cells after 6 months of therapy. A rapid decrease in red blood cells not containing HbF in favor of cells expressing a high quantity of HbF was observed.The third objective consisted of Hydroxyurea therapy optimization. Chronic kidney disease is a frequent complication during sickle-cell–disease. Since Hydroxyurea is cleared from plasma partially by renal excretion, impaired renal function could potentially affect Hydroxyurea pharmacokinetics. A new simple Hydroxyurea dosage method was performed in this context.Hydroxyurea pharmacokinetic parameters were compared among sickle-cell–disease patients with normal renal function, moderate renal insufficiency and renal hyper filtration. A decrease in Hydroxyurea elimination associated with a marked plasma concentration was observed inrenally impaired patients. No significant difference was observed between renal hyper filtration and normal patients.These results provide answers about Hydroxyurea effect on DRBC which are involved in chronic vasculopathy and on HbF distribution. Hydroxyurea dosage method underpins the need for dose adjustment in renally impaired patients.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les mécanismes de perception du phosphate chez les plantes ainsi que la mise en place des réponses à une carence demeurent relativement méconnus. On explique le nombre restreint d'éléments identifiés jusqu'ici par la complexité des mécanismes mis en jeu, impliquant probablement une redondance fonctionnelle. Ce travail de thèse avait pour but de contourner cet obstacle pour tenter d'apporter de nouveaux éléments de compréhension de la réponse à la carence en phosphate chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Une approche de génétique chimique a donc été utilisée pour isoler une famille de molécules (les Phosphatins) inhibant de nombreuses réponses induites par la carence phosphatée. Elles agissent aussi bien au niveau de la réponse morphologique que métabolique. Ceci révèle l'existence de blocages génétiques limitants la croissance des plantes en condition de carence en phosphate. Cette étude suggère aussi l'existence de « cross talks » potentiels ou de mécanismes redondants ignorés jusqu'ici entre les réponses morphologiques et biochimiques. / The plant mechanism of phosphate perception and responses pathways to a starvation are still poorly understood. We explain that only few elements have been identified so far by the complexity of the mechanisms involved, probably coupled with functional redundancy. The aim of this work was to bypass this obstacle in order to deep our knowledge on the understanding of the phosphate starvation response in the plant model Arabidopsis thaliana. A chemical genetic approach was used to isolate a drug family (the Phosphatins) inhibiting several responses induced by a phosphate starvation. They act both on morphological and metabolic response. This reveals the existence of genetic blocking limiting plant growth under conditions of phosphate deficiency. This study also suggests the existence of potential "cross talks" or redundant mechanisms hitherto unknown between morphological and biochemical responses.