Contexte : Chez les adolescents, les troubles de santé mentale sont fréquemment associés à des troubles liés à l’usage de substances psychoactives. Ce double diagnostic complique le traitement et le pronostic des patients, en entraînant par ailleurs des coûts effarants pour la société. Selon la récente littérature ainsi que les priorités que les gouvernements fédéral et provincial de la santé se sont fixés, une approche intégrée des soins est celle à privilégier dans la prise en charge globale des troubles concomitants. Trois études randomisées contrôlées ont démontré qu’une intervention ciblée à certains profils de personnalité à haut risque de problèmes de consommation (Désespoir/Pensées négatives, Impulsivité, Sensibilité à l’anxiété, Recherche de sensations fortes), et prédisposant également à des troubles psychiatriques, réduit la consommation excessive d’alcool, la quantité et la fréquence de consommation ainsi que les problèmes liés à celle-ci. Dans ce mémoire, il a été postulé qu’une intervention brève ciblée à des facteurs de risque communs aux troubles concomitants, soit ces différents profils de personnalité, et visant la prévention et la réduction de la consommation et problèmes associés aurait aussi un effet bénéfique chez une population clinique psychiatrique d’adolescents. Méthode : Pour tester cette hypothèse, deux études ont été conduites dans le cadre de ce mémoire. Dans la première, ce sont des données d’une cohorte déjà existante d’adolescents en milieu scolaire qui ont été analysées afin de déterminer si parmi ces adolescents, ceux à haut risque de problèmes de consommation et présentant des symptômes de problèmes psychiatriques pourraient bénéficier de cette intervention brève. La même intervention a ensuite été testée auprès d’un échantillon d’adolescents en milieu clinique; cette étude, qui constitue la deuxième partie de ce mémoire, s’est déroulée au sein d’un département psychiatrique en centre hospitalier. Résultats : La première étude a permis de démontrer que les adolescents à haut risque de problèmes de consommation présentant des symptômes dépressifs et anxieux bénéficiaient tout autant de l’intervention. Ceux présentant des symptômes d’hyperactivité/impulsivité et problèmes de conduite en ont quant à eux bénéficié autant sinon davantage, les effets étant d’ailleurs plus prononcés pour certaines variables de consommation chez les adolescents présentant davantage de symptômes externalisés. Dans la seconde étude, aucun résultat significatif n’a pu être obtenu quant aux variables de consommations ou de problèmes de santé mentale. Les adolescents ayant reçu l’intervention ont davantage répondu au suivi à 6 mois comparativement à ceux n’ayant pas reçu l’intervention (p =0,003). Conclusion : La première étude est prometteuse quant à l’applicabilité de l’intervention chez des jeunes présentant des symptômes de problèmes psychiatriques. En ce sens, l’absence de résultat significatif pour la seconde étude pourrait possiblement être en partie due à une attrition à 6 mois plus substantielle que celle attendue et donc aux limites statistiques encourues. Cependant, il est aussi possible que l’intervention telle qu’elle a été offerte n’était pas suffisamment approfondie ou n’adressait pas suffisamment d’enjeux propres à cette population clinique. Il a néanmoins pu être observé que l’évaluation et l’organisation des soins des patients n’incluaient pas d’emblée la prise en charge de leur consommation ou problèmes associés. La coordination entre clinique et recherche devrait être optimisée, autant pour supporter la mission que se sont donnée les gouvernements d’harmoniser ces deux dimensions, que pour suivre leurs recommandations quant à la nécessité de prioriser une intégrité des soins chez les patients souffrant de troubles concomitants. / Background: In adolescents, mental health disorders frequently co-occurs with substance misuse, a dual diagnosis that tends to complicate the patient’s treatment and prognosis, resulting in astounding costs for society. Thus, it is critical to investigate how to prevent and reduce substance use problems in this population and optimize their global treatment. According to recent literature and to health provincial and federal governments’ priorities, an integrated services approach has been identified as the strategy to favour. In three randomised-controlled trials, brief personality-targeted interventions have shown to be effective in preventing adolescent onset and growth of drinking, binge-drinking and drinking problems. The personality profiles targeted (Hopelessness/Negative thinking, Impulsivity, Anxiety-Sensitivity, Sensation Seeking) play an important role in the onset and development of both substance misuse and psychiatric symptoms. In this thesis, we hypothesized that brief personality-targeted interventions aiming to prevent and reduce substance misuse in a high-risk population would also benefit a psychiatric clinical sample of adolescents. Methods: To test this hypothesis, 2 studies were conducted as part of this thesis. In the first one, data from an existing sample of adolescents from a school cohort were analysed to determine if among these students, those at high risk of alcohol misuse and presenting with psychiatric symptoms could benefit from this brief intervention. The same intervention was then delivered to a clinical sample of adolescents; this second study was conducted in a psychiatric department in a hospital setting. Results: The first study showed that the intervention was as effective regardless of whether the adolescents reported depression and anxiety symptoms; these symptoms did not moderate the intervention effects on substance misuse and associated problems. However, reporting hyperactivity/impulsivity symptoms and conduct problems did significantly moderate the intervention effects on some drinking outcomes, showing mainly more beneficial intervention effects in adolescents reporting higher levels of externalizing symptoms. In the second study, no significant intervention effects were found regarding substance use and psychiatric symptoms outcomes. Adolescents who received the intervention significantly had higher rates of follow-up compared to those who did not receive the intervention (p =0,003). Conclusion: The first study is promising regarding the applicability of the intervention with adolescents with psychiatric disorders’ symptoms. In that sense, the lack of significant findings in the second study could potentially be explained by attrition and small sample size at follow-up and therefore to the statistical limits encountered. It is also possible that the intervention as delivered did not address the issues specific to this clinical population in enough depth. Nevertheless, it was observed that the evaluation and organization of patient care did not simultaneously include support for patients’ substance use or associated problems. The coordination between treatment and research should be optimized, not only to support the stated mission of governments to harmonize these two dimensions, but also to follow their recommendations as to the need to prioritize the integration of care for patients with comorbid disorders.

The most promising applications for targeted alpha-therapy with astatine-211 (At-211) include treatments of disseminated microscopic disease, the major medical problem for cancer treatment. The primary advantages of targeted alpha-therapy with At-211 are that the alpha-particle radiation is densely ionizing, translating to high relative biological effectiveness (RBE), and short-range, minimizing damage to surrounding healthy tissues. In addition, theranostic imaging with I-123 surrogates has shown promise for developing new therapies with At-211 and translating them to the clinic. Currently, Canada does not have a way of producing At-211 by conventional methods because it lacks alpha-particle accelerators with necessary beam energy and intensity. The work presented here was aimed at studying the Rn-211/At-211 generator system as an alternative production strategy by leveraging TRIUMF's ability to produce rare isotopes. Recognizing that TRIUMF provided production opportunities for a variety of astatine isotopes, this work also originally hypothesized and evaluated the use of At-209 as a novel isotope for preclinical Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) with applications to At-211 therapy research. At TRIUMF's Isotope Separator and Accelerator (ISAC) facility, mass separated ion beams of short­-lived francium isotopes were implanted into NaCl targets where Rn-211 or At-209 were produced by radioactive decay, in situ. This effort required methodological developments for safely relocating the implanted radioactivity to the radiochemistry laboratory for recovery in solution. For multiple production runs, Rn-211 was quantitatively transferred from solid NaCl to solution (dodecane) from which At-211 was efficiently extracted and evaluated for clinical applicability. This validated the use of dodecane for capturing Rn-211 as an elegant approach to storing and shipping Rn-211/At-211 in the future. Po-207 contamination (also produced by Rn-211 decay) was removed using a granular tellurium (Te) column before proceeding with biomolecule labelling. Although the produced quantities were small, the pure At-211 samples demonstrated these efforts to have a clear path of translation to animal studies. For the first time in history, SPECT/CT was evaluated for measuring At-209 radioactivity distributions using high energy collimation. The spectrum detected for At-209 by the SPECT camera presented several photopeaks (energy windows) for reconstruction. The 77-90 Po X­-ray photopeak reconstructions were found to provide the best images overall, in terms of resolution/contrast and uniformity. Collectively, these experiments helped establish guidelines for determining the optimal injected radioactivity, depending on scan parameters. Moreover, At-209-based SPECT demonstrated potential for pursuing image-­based dosimetry in mouse tumour models, in the future. Simultaneous SPECT imaging with At-209 and I-123 was demonstrated to be feasible, supporting the future evaluation of At-209 for studying/validating I-123 surrogates for clinical image-based At-211 dosimetry. This work also pursued a novel strategy for labelling cancer targeting peptides with At-211, using octreotate (TATE, a somatostatin analogue for targeting tumour cells, mostly neuroendocrine tumours) prepared with or without N-terminus PEGylation (PEG2), followed by conjugation with a closo-decaborate linking moiety (B10) for attaching At-211. Binding affinity and in vivo biodistributions for the modified peptides were determined using iodine surrogates. The results indicated that B10-PEG2-TATE retained target binding affinity but that the labelling reaction with iodine degraded this binding affinity significantly, and although having high in vivo stability, no I-123-B10-PEG2-TATE tumour uptake was observed by SPECT in a mouse tumour model positive for the somatostatin receptor (sstr2a). This suggested that further improvements are required for labelling. A new method for producing At-211 at TRIUMF is established, and At-209-­based SPECT imaging is now demonstrated as a new preclinical technology to measure astatine biodistributions in vivo for developing new radiopharmaceuticals with At-211. Combined with the theranostic peptide labelling efforts with iodine, these efforts provide a foundation for future endeavours with At-211-­based alpha-therapy at TRIUMF. All procedures were performed safely and rapidly, suitable for preclinical evaluations. All animal studies received institutional ethics approval from the University of British Columbia (UBC). / Graduate

Les personnes en situation d’itinérance, principalement des hommes, représentent pour certains une culture au sein de laquelle on identifie des personnes atteintes de troubles concomitants de santé mentale et d’abus de substances. Déjà vulnérables de par leur statut domiciliaire précaire, les personnes atteintes de cette concomitance le sont davantage et tendent à être plus isolées de leur famille que celles ne rencontrant pas cette double problématique. Le soutien familial est toutefois reconnu comme un élément favorisant l’engagement de comportements de santé et réduisant l’itinérance. Le but de cette étude était alors de décrire, du point de vue des hommes en situation d’itinérance atteints de troubles concomitants de santé mentale et d’abus de substances, les relations qu’ils entretiennent avec leur famille. Pour ce faire, le devis choisi fût une ethnographie ciblée. Différents degrés d’observation participante au sein de la Mission Old Brewery et des entrevues avec neuf informateurs-clés ont été les principales méthodes de collecte des données. L’analyse des données qualitative était soutenue par le guide proposé par Roper et Shapira (2000) ainsi que l’épistémologie constructiviste et l’approche systémique familiale de Calgary (Wright & Leahey, 2013) qui furent les cadres de référence de cette étude. Les résultats font ressortir trois thèmes explicitant 1) l’influence du contexte de vie dans les relations familiales, 2) la teneur conflictuelle de ces relations ainsi que 3) le soutien familial perçu. Finalement, des recommandations pour la pratique infirmière ainsi que des pistes pour de futures recherches sont suggérées. / Homeless people are largely represented of men and account for some culture in which we identify people with co-occurring mental health and substance abuse. Already vulnerable because of their precarious housing status, people with this conjunction are even more vulnerable and tend to be more isolated from their families than those who don’t meet this dual challenge. Family support is however recognized as an element favoring the commitment of health behaviors and reducing homelessness. The purpose of this targeted ethnography was to described, in terms of men experiencing homelessness suffering from co-occurring mental health and substance abuse, their relationships with their families. Different degrees of participant observation in the Old Brewery Mission and interviews with nine key informants were the main data collection methods. The analysis of qualitative data was supported by the guide proposed by Roper and Shapira (2000) and constructivist epistemology and the family systematic approach of Calgary (Wright & Leahey, 2013) who were the frameworks of this study. The results highlight three themes explaining 1) the influence of the living environment in family relationships, 2) the conflictual content of these relations and 3) the perceived family support. Finally, recommendations for nursing practice and ways to future research are suggested.

Melanomas are one of the most aggressive types of tumours, with increasing incidence, high mortality and high potential to metastasize to a variety of diverse locations. The aim of this thesis was to study the tumour as a complex structure consisting not only of tumour cells but also of tumour stroma. Stromal cells play a major role in cancer biology. This is well documented for example in squamous cell epithelium tumours of the head and neck. Similar mechanisms can be expected to occur in melanomas. In the first experiment, we simulated the conditions in vivo during the metastatic process and studied the influence of non-adhesive environment both with and without the influence of stromal fibroblasts. The presented data demonstrates a change of tumour cells' phenotype leading to increased plasticity of the melanoma cells in these conditions. It also indicates the crucial role of stromal fibroblasts in interactions with melanoma cells. Cancer cell lines show variability in their behaviour, which is in accordance with well-known melanoma heterogeneity in clinical practice. The previous experiments in our laboratory indicate that cancer associated fibroblasts are able to influence the phenotype of a tumour cell line and this effect is based on a tumour type-unspecific mechanism. In the second part of...

Les furocoumarines sont des composés phénoliques impliqués dans la défense contre les herbivores. Ces molécules sont majoritairement décrites dans quatre familles botaniques, notamment les Rutaceae, dont font partie les agrumes. Ces molécules sont phototoxiques ce qui peut poser des problèmes pour leur utilisation comme par exemple en cosmétique ou en phytothérapie. D’autre part, en cas d’ingestion par exemple via la consommation de jus de certains agrumes, elles ont responsables de l’inhibition d’enzymes de détoxication comme le CYP3A4 humain. Cela peut conduire à des surdosages médicamenteux connus sous le nom d’Effet Pomelo. Ce travail de thèse a consisté à réfléchir et à développer, des outils qui permettront de générer de manière ciblée des variétés de pomelo qui ne produisent plus de furocoumarines. Nous avons abordé l’ensemble des étapes essentielles pour la mise en place d’une stratégie global : i) des méthodes reproductibles ont été développées pour la production de protoplastes et de cultures cellulaires de pomelo Star Ruby ; ii) des conditions de transformation de protoplastes par électroporation ont également été mises au point ; iii) finalement, pour inhiber de manière spécifique la voie de biosynthèse des furocoumarines, nous avons choisi de mettre en œuvre une approche d’édition de génome en utilisant une méthodologie CRISPR/Cas9. La mise au point de la méthode a été réalisée avec un gène codant pour une umbelliferone 6-dimethylallyl transférase. Les résultats obtenus indiquent que la stratégie est envisageable. Pour renforcer la stratégie CRISPR/Cas9, nous avons mis en œuvre une démarche d’identification de gènes cibles additionnels. En utilisant une approche de data mining de bases de données génomiques et transcriptomiques nous avons identifié 18 séquences candidates, potentiellement impliquées dans la voie de biosynthèse des furocoumarines. L’expression hétérologue des protéines correspondantes et leur caractérisation fonctionnelle a permis de montrer que CYP706J12 est en mesure de métaboliser l’hérniarine, une coumarine. Ce résultat apporte des éléments pour émettre des hypothèses sur l’évolution convergente de la synthèse des coumarines et des furocoumarines chez les végétaux supérieurs. / Furanocoumarins are phenolic compounds involved in defense against herbivores. These molecules are mainly described in four botanical families. Rutaceae, one of those families, includes Citrus species. Furanocoumarins are phototoxic compounds, which can be problematic for their use in cosmetics or in phytotherapy. Furanocoumarin ingestion via citrus juice consumption, may inhibit human enzymes of detoxification, such as human CYP3A4. This can lead to drug overdoses known as the “Grapefruit Juice Effect”. This work consisted in the development of tools that will allow to generate new varieties of pomelo that no longer produce furanocoumarins by targeted genome edition. We have covered the essential steps for the implementation of a global strategy: i) reproducible methods have been developed for the production of protoplasts and cell cultures of Star Ruby grapefruit; ii) conditions for protoplast transformation by electroporation have also been developed; iii) finally, to specifically inhibit the furanocoumarin biosynthetic pathway, we chose to implement a genome editing approach using a CRISPR / Cas9 methodology. The development of the method was carried out with a gene encoding umbelliferon 6-dimethylallyltransferase. The results obtained indicate that the strategy is feasible. To strengthen the CRISPR / Cas9 strategy, we implemented a method to identify additional target genes. Using a data mining approach of available genomic and transcriptomic databases we identified 18 candidate sequences potentially involved in the furanocoumarin biosynthetic pathway. Heterologous expression of the corresponding proteins and their functional characterization made it possible to show that CYP706J12 is able to metabolize herniarin (a coumarin). This result provides elements to hypothesize about the convergent evolution of coumarin and furanocoumarin synthesis in higher plants.

Contexte. Le cancer bronchopulmonaire (CBP) demeure la première cause de mortalité par cancer dans le monde. Malgré l’espoir suscité par le développement des thérapies ciblées, son pronostic demeure sombre, particulièrement dans les cas de CBP à petites cellules (CBP-PC) et de CBP non à petites cellules (CBP-NPC) présentant une activation de l’oncogène KRAS. Matériel et Méthodes. Nous avons mené 3 études successives, visant à (i) radiosensibiliser des modèles de CBP-PC par l’ajout d’un inhibiteur de BCL2, (ii) cibler des modèles de CBP-NPC mutés KRAS par l’association d’un inhibiteur de mTOR et d’un inhibiteur de RAF, et (iii) créer un modèle préclinique orthotopique murin de CBP reproduisant la progression tumorale observée en clinique. Résultats. Dans la première étude, l’inhibiteur de BCL2 oblimersen a présenté un effet radiosensibilisant sur des modèles de CBP-PC, in vitro et in vivo. Dans la seconde étude, l’association de l’inhibiteur de mTOR everolimus et de l’inhibiteur de RAF/VEGFR RAF265 a présenté un effet synergique sur des lignées cellulaires de cancers présentant la double mutation de KRAS et de PIK3CA, in vitro et in vivo. Dans la troisième étude, l’injection orthotopique d’une lignée bioluminescente de CBP-NPC chez des souris nude a permis d’établir des tumeurs intra pulmonaires évoluant vers une extension métastatique ganglionnaire et hématogène, et de détecter la présence de cellules tumorales circulantes. Conclusion. L’association d’un inhibiteur de BCL2 à la radiothérapie est une stratégie intéressante dans le CBP-PC, l’association d’un inhibiteur de mTOR et d’un inhibiteur de RAF/VEGFR est une stratégie intéressante dans le CBP-NPC présentant une double mutation KRAS-PIK3CA, mais ces données doivent être confirmées sur des modèles orthotopiques afin de gagner en pertinence avant d’envisager un transfert en clinique. / Non-small cell lung cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer-related mortality worldwide. Activation of phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)-AKT and Kirsten rat sarcoma viral oncogene homologue (KRAS) can induce cellular immortalization, proliferation, and resistance to anticancer therapeutics such as epidermal growth factor receptor inhibitors or chemotherapy. This study assessed the conséquences of inhibiting these two pathways in tumor cells with activation of KRAS, PI3K-AKT, or both. We investigated whether the combination of a novel RAF/vascular endothelial growth factor receptor inhibitor, RAF265, with a mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor, RAD001 (everolimus), could lead to enhanced antitumoral effects in vitro and in vivo. To address this question, we used cell lines with different status regarding KRAS, PIK3CA, and BRAF mutations, using immunoblotting to evaluate the inhibitors, and MTT and clonogenic assays for effects on cell viability and proliferation. Subcutaneous xenografts were used to assess the activity of the combination in vivo. RAD001 inhibited mTOR downstream signaling in all cell lines, whereas RAF265 inhibited RAF downstream signaling only in BRAF mutant cells. In vitro, addition of RAF265 to RAD001 led to decreased AKT, S6, and Eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1 phosphorylation in HCT116 cells. In vitro and in vivo, RAD001 addition enhanced the antitumoral effect of RAF265 in HCT116 and H460 cells (both KRAS mut, PIK3CA mut); in contrast, the combination of RAF265 and RAD001 yielded no additional activity in A549 and MDAMB231 cells. The combination of RAF and mTOR inhibitors is effective for enhancing antitumoral effects in cells with deregulation of both RAS-RAF and PI3K, possibly through the cross-inhibition of 4E binding protein 1 and S6 protein. We then focus on animal models. Preclinical models of NSCLC require better clinical relevance to study disease mechanisms and innovative therapeutics. We sought to compare and refine bioluminescent orthotopic mouse models of human localized NSCLC. Athymic nude mice underwent subcutaneous injection (group 1-SC, n = 15, control), percutaneous orthotopic injection (group 2-POI, n = 30), surgical orthotopic implantation of subcutaneously grown tumours (group 3-SOI, n = 25), or transpleural orthotopic injection (group 4-TOI, n = 30) of A549-luciferase cells. Bioluminescent in vivo imaging was then performed weekly. Circulating tumour cells (CTCs) were searched using Cellsearch® system in SC and TOI models Group 2-POI was associated with unexpected direct pleural spreading of the cellular solution in 53% of the cases, forbidding further evaluation of any localized lung tumour. Group 3-SOI was characterized by high perioperative mortality, initially localized lung tumours, and local evolution. Group 4-TOI was associated with low perioperative mortality, initially localized lung tumours, loco regional extension, and distant metastasis. CTCs were detected in 83% of nude mice bearing subcutaneous or orthotopic NSCLC tumours. Transpleural orthotopic injection of A549-luc cells in nude mouse lung induces localized tumour, followed by lymphatic extension and specific mortality, and allowed the first time identification of CTCs in a NSCLC mice model.

O objetivo geral deste trabalho foi explorar a versatilidade de filmes multicamadas de polieletrólitos (PEM) e suas aplicações em sistemas de entrega de drogas e como filmes funcionais para aplicações biomédicas. Filmes PEM montados pela técnica de camada por camada (layer­-by­-layer, LbL), foram explorados em três aplicações principais. Na primeira, foi explorado o desenvolvimento de um protocolo de funcionalização em filmes de poli(alilamina)/poli (estireno sulfonato), PAH/SPS. Os parâmetros de construção do filme para biotinilação dos grupamentos amina do PAH foram otimizados e aplicados na captura e detecção do antígeno específico da próstata (PSA), na concentração de 100 a 0,1 ng/mL, usando pontos quânticos (Qdots). Em comparação com outros trabalhos, este sistema apresentou uma boa sensibilidade na detecção de PSA, dentro do limite de detecção clínica de 0,4 a 0,1 ng/mL. A segunda aplicação envolveu o desenvolvimento de filmes de sacrifício baseados nas interações naturais da mucina submandibular bovina e da lectina, jacalina (BSM/JAC). Filmes de BSM/JAC apresentaram estabilidade quando submetidos a uma ampla faixa de pH (pH 3-­-9) e em solução de alta força iônica (5 M NaCl). A dissolução dos filmes BSM/JAC pôde ser seletivamente desencadeada mediante à incubação em solução de melibiose, 37 °C, pH 7,4, sem apresentar citotoxicidade às células. Na última parte deste trabalho, a incorporação de lipossomos ecogênicos (ELIP) em mochilas celulares foi investigada. Mochilas celulares são \"patches\" de 7­-10 µm de diâmetro que podem ser fabricados por meio de deposição alternada de polímeros utilizando-­-se a técnica de LbL, sobre uma matriz pré­-moldada obtida por fotolitografia, a fim de criar um sistema composto por três multicamadas estratificadas: uma região de liberação, para promover o destacamento do substrato, uma região de carga de droga, e uma região adesiva às células. O uso de ELIP permitiu incorporação de até 9x mais doxorrubicina (DOX) se comparado com o fármaco livre em solução absorvido pelos dos filmes. A liberação de DOX pelos filmes foi monitorado por 25 dias. Mochilas contendo ELIP-­DOX foram então aderidos a monócitos, e sua viabilidade monitorados por 72h. Mochilas vazias mostraram diminuir a proliferação de monócitos ao longo das 72 horas, enquanto mochilas carregadas com ELIP-­DOX mostraram uma diminuição dramática na população celular, apontando uma potencialização dos efeitos da droga pela sua proximidade com as células. / The overall goal of this thesis was to exploit the versatility of polyelectrolite multilayers (PEM) to be applied in drug delivery systems and biofunctionalizable films for biomedical applications. PEM films assembled by the layer-by­-layer technique were explored in three main applications. In the first part of this work, the development of a functionalization protocol of poly(allylamine)/poly(styrene sulfonate), PAH/SPS was explored. The optimal film parameters to the use of biotinylated multilayers were applied for the capture and detection of prostate specific antigen (PSA) protein in the range of 100 to 0.1 ng/mL, by using quantum dots. Compared to previous work, this system presented a good sensitivity for PSA detection that is within the clinical limit range of 0.4 to 0.1 ng/mL. The second application involved the creation of a novel sacrificial multilayer film. Films based in natural interactions of bovine submaxillary mucin and the lectin jacalin, BSM/JAC were assembled. BSM/JAC films showed stability when underwent a wide rage of pH (pH 3 to 9) and high ionic strength (5 M NaCl) solutions. BSM/JAC dissolution could be triggered released by incubation in melibiose at 37 °C in pH 7.4 buffer, without cytotoxicity. In the last part of this work the incorporation of echogenic liposomes (ELIP) into cell backpacks was investigated. Cell backpacks are 7-10 µm diameter patches that can be fabricated through LbL polymer deposition onto a photopatterned array to create a stacked composite of three stratified multilayer systems: a releasable region for easy detachment from the substrate, a drug payload region, and a cell adhesive region. The use of ELIP allowed up to 9x more doxorubicin (DOX) loading when compared to free drug in solution adsorbed through the films. DOX release from films was monitored for over 25 days. ELIP­-DOX backpacks were then attached to mouse monocytes and their viability monitored by 72h. Empty backpacks showed to decrease monocytes proliferation over the course of 72h, while ELIP­-DOX backpacks showed a dramatic decrease in cell population, showing that DOX effects were enhancement in drug potency by its proximity.

Objectifs: Malgré leur grande hétérogénéité histologique et moléculaire, la prise en charge clinique des carcinomes ovariens de haut-grade (COHG) reste peu variable. Le pronostic sombre de cette pathologie implique un réel besoin des nouvelles thérapies. Au-delà des marqueurs pronostiques histologiques classiques et des enquêtes oncogénétiques, l’objectif de cette étude a consisté à rechercher des cibles moléculaires pharmacologiquement recrutables afin de pouvoir proposer aux patientes un accès à la thérapie innovante et personnalisée. Méthodes: Cette étude a été réalisée chez 53 patientes (pts) (âge moyen 58,9 ans, intervalle 25-87) de COHG histologiquement prouvés dont 45 pts de sous-type séreux. 19 pts ont fait l’objet d’une consultation et d’un test oncogénétique sur la base d’antécédents familiaux / personnel de cancer de sein/ovaire. chez. L’expression de P53 et de PTEN a été évaluée sur des tissus fixés au formol et inclus en paraffine par immunohistochimie. Les mutations somatiques de KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA et MET ont été recherchées par PCR-HRM (Polymerase Chain Reaction High Resolution Melting) puis vérifiées par NGS (Next Generation Sequencing) sur des extraits d'ADN préparés à partir d'échantillons de tumeurs congelés, prélevés au moment du diagnostic. Résultats: Des mutations germinales de BRCA1 / 2 ont été identifiées chez 7 pts, toutes atteintes des carcinomes séreux. Une mutation du gène KRAS (exon 2), 2 mutations du gène NRAS (exon 3), 6 mutations du gène PIK3CA (exon 5, 10 et 21) et 5 mutations du gène MET (exon 14 et 18) ont été identifiées chez les 53 tumeurs par NGS, dont deux mutations du gène NRAS et 2 mutations du gène PIK3CA détectées précédemment par PCR-HRM. Aucun profil mutationnel multiple n’a été retrouvé. La surexpression de P53 et la perte d’expression de PTEN ont été constatées chez 32 sur 53 (60%) et 19 sur 46 (41%) des tumeurs. L’analyse statistique n’a été réalisée que chez le sous-groupe de pts atteintes des carcinomes séreux à cause de l’effectif de l’étude. Avec un suivi médian de 38 mois (intervalle de 6-93), 35 pts ont eu une rechute de la maladie et 25 pts sont décédées. La survie sans progression à 2 ans est 28%, et la survie globale à 5 ans est 37%. La surexpression de P53 a été trouvée associée à une meilleure chimiosensibilité, une meilleure survie sans progression et une meilleure survie globale. Conclusion: Pour des COHG, au-delà des altérations de P53 et PTEN, des anomalies génétiques somatiques concernant les voies de signalisation PI3K et MAPK ne sont pas rares et peuvent être détectées par NGS. L’identification de ces anomalies somatiques pourrait offrir une possibilité des thérapies ciblées innovantes pour les patientes sur la base d’éléments diagnostics moléculaires. / Objectives: Despite the great histological and molecular heterogeneity, the clinical management of high-grade ovarian carcinoma remains univo-cal. As a major subgroup of ovarian carcinoma, high-grade ovarian carci-nomas (HGOC) need novel therapy. Additionally to conventional histolog-ical prognostic markers and oncogenetic investigations, molecular diag-nostic was performed using PCR-HRM (Polymerase Chain Reaction High Resolution Melting) and NGS (Next Generation Sequencing) to identify "druggable" targets that could provide access to innovative personalized therapy. Methods: This study was performed in 53 patients (pts) (mean age 58.9 years, range 25-87) with histologically proven HGOC of which 45 pts with serous carcinoma. BRCA1/2 germline mutations had been screened in 19 pts with familial/personal history of breast/ovarian cancer justifying on-cogenetic investigations. P53 and PTEN expression was assessed on for-malin fixed paraffin-embedded tissues using immunohistochemistry. So-matic mutations of KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA and MET were screened using PCR-HRM and then confirmed using NGS on DNA extracts from frozen tumor specimens taken at diagnosis. Results: Seven pts had BRCA1 / 2 germline mutations, all had serous carcinomas. One mutation of KRAS (exon 2), 2 mutations of NRAS (exon 3), 6 mutations of PIK3CA (exon 5, 10 and 21) and 5 mutations of MET (exon 14 and 18) were identified using NGS, of which 2 mutations of NRAS and 2 mutations de PIK3CA detected previously by PCR-HRM, no multiple mutation was detected. P53 overexpression and PTEN loss of expression was detected respectively in 32 of 53 (60%) and 19 of 46 (41%) of all the tumors. Because of the efffective of the study, statistical analyses were restricted to pts with serous carcinoma. With a median follow-up of 38 months (range 6-93), 35 pts had disease progression and 25 pts died during the follow-up. The 2-year progression-free survival (PFS) rate was 28% and 5-year overall survival (OS) rate was 37%. Overexpression of mutant P53 was found to be associated with chemosensitivity and longer PFS and OS. Conclusion: In HGOC, beside P53 and PTEN alterations, somatic genetic abnormalities of PI3K and MAPK signaling pathways can be detected us-ing NGS and provide molecular rationale for targeted therapies, potential-ly offering new therapeutic opportunities to the patients.

Dans un contexte d’amélioration des dispositifs pour la réduction de bruit, l’étude sur le transfert d’énergie irréversible en utilisant des résonateurs purement acoustiques à comportement non linéaire a été réalisée. Les résonateurs acoustiques classiques en régime linéaire agissent comme un Amortisseur de Masse Accordée (TMD, en anglais) et ils sont efficaces pour une gamme de fréquence très étroite. Cependant, lorsqu’ils sont soumis à des excitations très fortes (régime non-linéaire) ils peuvent devenir efficaces pour une plus large gamme de fréquences si des termes non linéaires peuvent être activés. Dans un premier temps, une étude sur ce comportement non-linéaire d’un résonateur d’Helmholtz modifié a été réalisée expérimentalement. Ensuite, l’équation dynamique gouvernante de tels résonateurs ont été développées en prenant en compte les non-linéarités de la force de rappel et d’amortissement. Une approximation de la solution analytique de l’équation gouvernante du résonateur acoustique a été déterminée en utilisant les méthodes des échelles multiples du temps et de transformation du temps non régulière. Dans un deuxième temps, une étude du couplage entre un mode acoustique en basses fréquences et un résonateur (celui étudié précédemment) à comportement non-linéaire a été réalisée. Pour ce faire, des mesures expérimentales avec un montage du système couplé ont permis de vérifier l’atténuation acoustique produite par le résonateur en régime forcé et libre. Une modélisation analytique du couplage a permis d’identifier l’expression de la variété invariante lente, ce qui a permis d’étudier les possibles points d’équilibre et points singuliers du système. Les modèles analytiques développés ont également été vérifiés par des simulations numériques. / Nowadays, there is a need of new types of technologies for sound reduction because of the growing of different industries. In this context, we have studied the targeted energy transfer using a purely acoustic resonator. These acoustic resonators act, in the linear regime, as a Tuned Masse Damper (TMD) and they are efficient for a narrow frequency band. But, when they are excited with high forces, in the nonlinear regime, they are efficient for a wider frequency band if the nonlinear terms are activated. First, an experimental study about the nonlinear behavior of a modified Helmholtz Resonator was done. Then, the governing equation of such resonators were developed considering the nonlinearities in the restitution force and damping. An approximation of the analytical solution of the governing equation of the acoustical resonator is derived using the multiples scales of time method and the non-smooth time transformation method. In a second part, a study about the coupling between an acoustic mode in low frequencies and a resonator (the one studied in the previous part) with a nonlinear behavior is done. In order to do this, experimental measurements of the coupled system to confirm acoustic attenuation by the resonator in forced and free regime were done. Then, an analytical modelling of the coupled system allowed to derive the expression of the Slow Invariant Manifold (SIM), in order to identify the possible equilibrium points and singular points of the system. Derived analytical models were verified by numerical simulations.

Depuis le début des années 2000, les traitements anticancéreux oraux (TAO) sont en développement croissant, notamment dans le cancer du sein. Ils permettent aux patients la prise de comprimés par voie orale à domicile améliorant la qualité de vie. On estime que 10 à 34% des tumeurs du sein sur-expriment la protéine HER2 (HER2+) qui augmente le risque de métastases. Deux thérapies ciblées anti-HER2 sont actuellement disponibles : le trastuzumab, anticorps monoclonal administré par voie intraveineuse et le lapatinib, inhibiteur de tyrosine kinase administré par voie orale. D’après les recommandations de l’Agence Nationale d’Accréditation et d’Evaluation en Santé (ANAES, 2003), les TAO devraient être privilégiées par rapport aux formes intraveineuses prises à l’hôpital lorsque leur efficacité est équivalente. Dans la pratique courante des oncologues, les TAO semblent néanmoins sous-utilisées dans certains cas. En plus des freins médicaux connus (adhésion thérapeutique, gestion des effets indésirables), les TAO induisent une consommation de ressources hopitalières supplémentaires qui n’est pas valorisée dans le modèle de tarification à l’activité (T2A) des établissements hospitaliers, lequel repose sur la nature et la quantité d’activité médicale réalisée. Nous supposons que le modèle de T2A représente un frein économique à l’utilisation des TAO entrainant une disparité d’accès entre les traitements anticancéreux oraux et intraveineux. L’objectif de ce travail de thèse était donc de déterminer le rôle de la T2A dans l’accès des patients aux TAO au moyen d’une évaluation médico- économique de l’impact économique et organisationnel des TAO sur le système de soins. Une revue de littérature a permis de mettre en évidence le rôle du mode de financement des soins sur l’accès aux TAO en France et aux Etats-Unis. L’analyse des bases de données nationales hospitalières du Programme Médicalisé des Systèmes d’Information (PMSI) a permis de quantifier l’enjeu économique de la chimiothérapie pour les établissements de soins et qui représente la deuxième activité des hôpitaux en volume après l’hémodialyse. Le bénéfice lié aux séances de chimiothérapie a ainsi été estimé à 108 millions d’Euros en 2010 pour l’ensemble des établissements publics et privés en France. L’analyse a également permis de simuler le transfert d’allocation de ressources de l’hôpital vers les soins de ville induit par la substitution des séances de chimiothérapie par l’utilisation des TAO. Un modèle comparant le coût du traitement intraveineux (trastuzumab) aux TAO (lapatinib et capécitabine) dans le cancer du sein métastatique HER2+ a confirmé des coûts moindres pour les TAO (17 165€ versus 36 077€ par an et par patient) liés à une économie sur les transports médicalisés mais surtout sur les consommations hospitalières et ce, malgré un coût d’acquisition plus élevé des TAO. Malgré cet impact budgétaire négatif pour les hôpitaux, une étude de préférences (Méthode des Choix Discrets) conduite auprès d’un échantillon de 203 médecins hospitaliers et libéraux a montré que l’efficacité d’un traitement anticancéreux restait le déterminant principal de la décision thérapeutique (β=2,214, p<0,0001). L’étude a toutefois révélé que, aux stades avancés du cancer, la voie d’administration et son coût étaient également associés au choix du traitement (β=0,612, p=0,035 ;β=0,506, p<0,0001). Les résultats montrent donc que le modèle de financement de l’activité hospitalière influence le choix des modalités de traitement même si les critères d’ordre médicaux et environnementaux du patient demeurent des déterminants essentiels dans le choix du recours aux TAO (profil clinique du patient, adhésion thérapeutique, préférences du patient, environnement familial et socio-économique, conditions d’accès à l’offre de soins) / Since the early 2000’s, oral anticancer drugs (OADs) are increasingly available especially for the treatment of breast cancer. This route of chemotherapy administration allows patients to take oral tablets at home improving their quality-of-life. We estimate that 10 to 34% of breast tumors over-express the HER2 protein (HER2+) that increases the risk of developing metastasis. Two anti-HER2 targeted therapies are currently available: trastuzumab, a monoclonal antibody administered intravenously and lapatinib, a tyrosine kinase inhibitor administered orally. According to the recommendations of the National Agency for Accreditation and Evaluation in Health (ANAES, 2003), OADs should be administered when their efficacy is equivalent to the one of intravenous forms taken at hospital. In the current practice of oncologists, OADs seem to be underused in some cases. The medical brakes to the use of OADs (i.e. adherence, management of side effects) are well known. Nonetheless, OADs induce additional hospital healthcare resources which are not taken into account in the hospital payment system that is based on the nature and the quantity of medical activities performed (i.e. per-case payment system (PPS)). We assume that the current model of PPS represents an economic barrier to the use of OADs and which induces a disparity of access between oral and intravenous cancer treatments. The objective of this thesis was to determine the role of the PPS on the patient access to OADs based on a medico-economic evaluation of the economical and organizational impacts of OADs on the health care system. A literature review has highlighted the role of the funding of care on the access to OADs in the French and US healthcare systems. From an analysis of the national hospital database (PMSI database), we have quantified the economic implications of chemotherapy administration that is the second hospital activity in volume after hemodialysis. Earnings associated with chemotherapy sessions have been estimated at 108 million Euros in 2010 for all private and public institutions in France. This analysis also allowed us to simulate the transfer of resources allocation from hospital to community setting induced by the substitution of chemotherapy sessions by the use of OADs. A model comparing the cost of intravenous anticancer drug (trastuzumab) to OADs (lapatinib and capecitabine) in the treatment of HER2+ metastatic breast cancer confirmed the lower costs for OADs (€ 17,165 versus € 36,077 per year per patient). The higher acquisition cost of OADs was offset by the cost savings in terms of medical transportation and hospital resources. Despite this negative budget impact for hospitals, a preference study (Discrete Choice Experiment) conducted among 203 physicians showed that the efficacy of cancer treatment remained the main determinant of the therapeutic decision (β=2.214, p<0.0001). The study has also revealed that, in the advanced stages of cancer, the route of administration and its associated cost was also associated with the treatment choice (β=0.612, p= 0.035; =β0.506, p<0.0001). Overall, the results show that the hospital payment system influences the choice of treatment modalities. Nonetheless, medical criterions related to the patient remain essential in the choice of using OADs (clinical profile of the patient, adherence, patient preferences, familial and socio-economic environment, and conditions of access to health care)