Nous construisons un modèle dépendant du temps, en géométrie tridimensionnelle sphérique, de la convection dans un manteau compressible et dissipatif qui est compatible avec la dynamique de l'écoulement mantellique instantané basé sur la tomographie sismique. Nous réalisons cet objectif à l'aide d'une méthode numérique pseudo-spectrale actualisée et révisée. En résolvant le problème direct de la convection thermique dans le manteau, nous obtenons une gamme réaliste de flux de chaleur à la surface de la Terre, variant de 37 TW pour une surface rigide à 44 TW pour une surface avec plaques tectoniques couplés à l'écoulement mantellique. De plus, nos modèles de convection prédisent des flux de chaleur à la frontière noyau-manteau (CMB) qui se trouvent à la limite supérieure des valeurs estimées précédemment, à savoir 13 TW et 20 TW, pour la surface rigide et la surface avec plaques, respectivement. Les deux conditions aux limites de surface, ainsi que les profils radiaux de viscosité inférés de la géodynamique, donnent des flux convectifs en état d'équilibre qui sont dominés par de longues longueurs d'onde tout à travers la partie inférieure du manteau. À savoir la condition de surface rigide donne un spectre d'hétérogénéité mantellique dominé par le degré 4 à 1 intérieur des couches limites thermiques (TBL), et la condition de surface avec plaques donne comme résultat un spectre dominé par le degré 1. Nous démontrons que la structure initiale thermique est fortement imprimée sur l'évolution future du manteau, et aussi que la mesure dans laquelle l'hétérogénéité initiale du manteau détermine la distribution de la température finale dépend de la condition à la limite de la surface. Notre exploration de la dépendance temporelle de l'hétérogénéité spatiale indique que, pour ces deux types de condition aux limites à la surface, les remontées de matière chaude provenant du manteau profond qui sont résolues dans le modèle tomographique sont des caractéristiques durables et stables de la convection dans le manteau terrestre. Ces panaches chauds profondément enracinées dans le manteau profond démontrent une longévité remarquable au cours de très longues des intervalles de temps géologiques. Cette stabilité des panaches profonds est principalement due à la forte viscosité dans le manteau inférieur inférée avec les données géodynamiques. Nous proposons également que les panaches mantelliques profondes sous les points chauds («hotspots») suivants : Pitcairn, Pâques, Galápagos, Crozet, Kerguelen, Caroline, et le Cap-Vert, sont les mieux résolus par l'imagerie tomographique du manteau à grand échelle. Afin de résoudre et évaluer la robustesse du problème inverse de la convection mantellique, nous considérons et comparons deux différentes techniques numériques actuellement utilisées dans la modélisation de la convection vers le passé : les méthodes de la quasi-réversibilité (QRV) et de l'advection vers l'arrière (BAD), sur un intervalle de temps de plus de 65 millions d'années. Nous définissons une nouvelle formulation du paramètre de régularisation pour la méthode QRV en terme d'une fonction dépendant du temps et nous quantifions la gamme des incertitudes suivantes, [7 à 29]% [11 à 37]% [8 à 33]%, et [6 à 9]% pour les champs de la divergence des plaques, les anomalies de gravité à l'air libre, la topographie dynamique de la surface, et la topographie de la CMB, respectivement. Les implications dominantes pour le problème inverse de la convection mantellique sont à la fois le choix d'un géotherme et le type de condition limite à la surface. Toutefois, l'impact critique sur la reconstruction de l'évolution thermique du manteau provient de l'intégration entre les hétérogénéités du manteau (structures décrites par degrés harmoniques l ≥ 1) et un géotherme «réaliste» (structure décrite par le degré harmonique l = 0), à l'intérieur des couches limites thermiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Flux de chaleur, tomographie sismique, tectonique planétaire, courants de convection, panaches mantelliques, points chauds, rhéologie du manteau, méthodes d'inversion, Cénozoïque.

Les contraintes économiques, environnementales et sociétales de ces vingt dernières années notamment dans les domaines de l'énergie et des transports ont débouché sur le développement de nouvelles technologies faisant intervenir la combustion pauvre et prémélangée. Ce mode de combustion à partir d'un mélange homogène conduit à des températures de flamme plus faibles qui permettent de réduire les émissions d'oxydes d'azote tout en limitant la production d'oxydes de carbone. Pour autant, la combustion pauvre prémélangée présente le désavantage d'être sensible à toute forme de couplage notamment acoustique, menant à des instabilités de combustion. Ces instabilités sont largement étudiées, mais restent très difficiles à prévoir car elles font intervenir de nombreux phénomènes physiques multi-échelles. Dans la plupart des cas les oscillations résultent d'un couplage résonant entre la dynamique de la combustion et l'acoustique du système. Les conditions aux limites acoustiques du système déterminent la structure du champ de pression dans l'installation, ainsi que les flux acoustiques entrants et sortants. Malgré son importance, l'influence des conditions aux limites n'est pas toujours bien comprise et prise en compte et elle ne fait pas l'objet d'études systématiques. Les conditions aux limites acoustiques ne sont pas faciles à déterminer expérimentalement sur des configurations pratiques et leur contrôle est rarement envisagé. L'objectif de ce travail est donc de répondre à ce manque d'information, en étudiant sur un banc de combustion turbulente (CTRL-Z) l'influence de la condition acoustique d'entrée sur les oscillations de combustion auto-entretenues qui apparaissent dans la chambre de combustion. Un système de contrôle a été développé pour piloter l'impédance du système de prémélange de façon passive, sans modification des conditions de fonctionnement ou de la géométrie du brûleur. Ce système de contrôle d'impédance (ICS, " Impedance Control System ") s'appuie sur une utilisation de plaques perforées faiblement poreuses, au travers desquelles circule un écoulement. Un piston mobile permet de piloter la profondeur de la cavité résonante formée en amont des plaques, et ainsi de piloter leurs impédances. L'impédance de ces plaques perforées a été étudiée pour de faibles et de forts niveaux d'excitation acoustique, et un critère de transition entre les régimes linéaire et non-linéaire a été déterminé. L'ICS a été optimisé pour permettre un contrôle du module du coefficient de réflexion de 0 à 1 sur une large plage de fréquences (100 à 1000 Hz) et de niveaux d'amplitude de perturbations (100 à 150 dB) couvrant ainsi la gamme des instabilités thermoacoustiques classiques. L'ICS est utilisé pour contrôler l'impédance d'entrée du système de prémélange du banc CTRL-Z, en regard de la zone de combustion. L'analyse spectrale des fluctuations de pression et de dégagement de chaleur en fonction de l'impédance d'entrée démontre qu'il est possible d'obtenir un amortissement de l'instabilité principale pouvant atteindre 20 dB. Ces résultats sont confirmés par une estimation au premier ordre d'un bilan d'énergie acoustique prenant en compte le terme source dû à la combustion ainsi que les flux acoustiques en amont et aval de la zone de flamme. Ce bilan démontre par ailleurs l'importance du flux d'énergie transmis vers l'amont, du même ordre de grandeur que le terme source, et souligne la nécessité de prendre en compte ces flux pour déterminer correctement le taux de croissance de l'énergie. Finalement, une analyse acoustique de l'installation a été menée pour déterminer la nature des modes d'instabilités observés et pour examiner les conditions nécessaires au bon fonctionnement de l'ICS.

Biological tissues were studied with synchrotron infrared (IR) microspectroscopy, a technique that allows the spatially resolved determination and mapping of multiple components in situ at high spatial resolution. The first project involved studying brain tissue from TgCRND8 mice, a transgenic model of Alzheimer’s disease (AD). AD is the main cause of dementia in the ageing population, marked by the deposition of plaques composed of the Aβ peptide. Dense-cored and diffuse plaques were IR mapped and the results correlated with histochemistry and immunostaining. Spectral analysis confirmed that congophilic plaque cores were composed of highly aggregated protein in a β-sheet conformation. The amide I maximum of plaque cores was 1623 cm-1; there was no evidence of the high frequency (1680-1690 cm-1) peak seen in in vitro Aβ fibrils and attributed to anti-parallel β-sheet. A significant elevation in phospholipids was found around dense-cored plaques in TgCRND8 mice ranging in age from 5 to 21 months. This was due to an increase in cellular membranes from dystrophic neurites and glial cells around the core, but could also contribute to Aβ aggregation through the interaction of newly secreted Aβ with phospholipids. In contrast, diffuse plaques were not associated with infrared detectable changes in protein secondary structure or relative concentrations of other tissue components. In addition, focally elevated deposits of creatine, a molecule with a crucial role in energy metabolism, were discovered in AD brain tissue with IR microspectroscopy. The creatine deposits may be a previously undiscovered disease marker. A second project was part of a larger Natural Sciences and Engineering Research Council Collaborative Health Research Project (NSERC-CHRP) to test the hypothesis that treatment with anti-oxidants, L-2-oxo-thiazolidine-4-carboxylate (OTC) and quercetin, following spinal surgery may reduce oxidative stress, inflammation, and scarring. The effect of OTC and quercetin on scar tissue formation was evaluated in rats that had undergone laminectomy. Synchrotron IR microspectroscopy data were collected on scar tissue from OTC, quercetin and saline (control) treated animals, sacrificed at 3 and 21 days post-surgery. Spectral differences could be correlated with the stages of wound healing.

Biological tissues were studied with synchrotron infrared (IR) microspectroscopy, a technique that allows the spatially resolved determination and mapping of multiple components in situ at high spatial resolution. The first project involved studying brain tissue from TgCRND8 mice, a transgenic model of Alzheimer’s disease (AD). AD is the main cause of dementia in the ageing population, marked by the deposition of plaques composed of the Aβ peptide. Dense-cored and diffuse plaques were IR mapped and the results correlated with histochemistry and immunostaining. Spectral analysis confirmed that congophilic plaque cores were composed of highly aggregated protein in a β-sheet conformation. The amide I maximum of plaque cores was 1623 cm-1; there was no evidence of the high frequency (1680-1690 cm-1) peak seen in in vitro Aβ fibrils and attributed to anti-parallel β-sheet. A significant elevation in phospholipids was found around dense-cored plaques in TgCRND8 mice ranging in age from 5 to 21 months. This was due to an increase in cellular membranes from dystrophic neurites and glial cells around the core, but could also contribute to Aβ aggregation through the interaction of newly secreted Aβ with phospholipids. In contrast, diffuse plaques were not associated with infrared detectable changes in protein secondary structure or relative concentrations of other tissue components. In addition, focally elevated deposits of creatine, a molecule with a crucial role in energy metabolism, were discovered in AD brain tissue with IR microspectroscopy. The creatine deposits may be a previously undiscovered disease marker. A second project was part of a larger Natural Sciences and Engineering Research Council Collaborative Health Research Project (NSERC-CHRP) to test the hypothesis that treatment with anti-oxidants, L-2-oxo-thiazolidine-4-carboxylate (OTC) and quercetin, following spinal surgery may reduce oxidative stress, inflammation, and scarring. The effect of OTC and quercetin on scar tissue formation was evaluated in rats that had undergone laminectomy. Synchrotron IR microspectroscopy data were collected on scar tissue from OTC, quercetin and saline (control) treated animals, sacrificed at 3 and 21 days post-surgery. Spectral differences could be correlated with the stages of wound healing.

Bei der Alzheimerschen Erkrankung handelt es sich um eine progressiv verlaufende, neurodegenerative Erkrankung, die die häufigste Form altersbedingter, kognitiver Dysfunktionen des Menschen darstellt. Sie ist pathomorphologisch durch eine fortschreitende Formation von amorphen und kompakten extrazellulären Amyloid-Ablagerungen (Plaques) sowie durch die Ausbildung intrazellulärer neurofibrillärer Bündel charakterisiert. Die Oligomerisierung und die Aggregation von β-Amyloid1-42-Peptiden zu fibrillären Plaques und davon ausgehende neurodegenerative Veränderungen führen zu einer unspezifischen Aktivierung von Mikrogliazellen und zu Entzündungsprozessen im ZNS. Diese Antigen-unspezifische Form der Mikroglia-Aktivierung ist neurotoxisch und fördert daher die Neurodegeneration im Verlauf der Alzheimerschen Erkrankung. Mikroglia-Aktivierung ist allerdings nicht generell neurotoxisch, da es verschiedene, in der vorliegenden Arbeit diskutierte Arten von mikroglialer Aktivierung mit jeweils unterschiedlichen – neurotoxischen bis hin zu neuroprotektiven - Auswirkungen gibt. Das Ziel dieser Arbeit war es, die mikrogliale Aktivierung in einem Mausmodell des Morbus Alzheimer zu modulieren und die resultierenden Effekte zu charakterisieren. Für die Modulation der mikroglialen Aktivierung wurde die subklinische Infektion mit dem neurotropen Borna Disease Virus (BDV) genutzt. Um den Einfluss der veränderten mikroglialen Aktivierung auf die zerebrale β-Amyloid-Belastung zu untersuchen, wurden swAPP-transgene Mäuse der Linie Tg2576 verwendet, die die schwedische Mutationsvariante des humanen app überexprimieren. Diese Mäuse produzieren humane β-Amyloid-Peptide, die sich mit zunehmendem Alter zu Plaques formieren. Transgene Mäuse wurden in drei Altersgruppen (11, 13,5 und 18 Monate) BDV-infiziert. Vier Wochen später wurden im Gehirn der Mäuse immunhistochemisch Lymphozyteninfiltration, Astroglia- und Mikroglia-Aktivierung untersucht. Die zerebrale βA-Belastung dieser BDV-infizierten Mäuse wurde mittels βA1-42-Immunhistochemie und Thioflavin-S-Markierung histometrisch quantifiziert und mit nicht infizierten, transgenen Kontrollmäusen verglichen. Auch eine biochemische Analyse der βA1-40- und βA1-42-Peptide mittels ELISA wurde vorgenommen. Zu keinem Zeitpunkt wurde eine klinisch manifeste BDV-Erkrankung registriert; die BDV-infizierten Mäuse blieben klinisch unauffällig. βA-Ablagerungen allein waren nur bei massiver Formation in der Lage, einzelne Mikroglia-zellen zu aktivieren. Erst die intrazerebrale BDV-Infektion induzierte vorrangig CD4-T-lymphozytäre Infiltrationen sowie eine deutliche BDV-spezifische Aktivierung der Mikroglia-zellen, die vier Wochen p.i. maximal ausgeprägt waren. Es lag eine positive lokale und graduelle Korrelation zwischen CD4-T-Lymphozyteninfiltrationen und Mikroglia-Aktivierung in den Gehirnen BDV-infizierter Mäuse vor. Bis auf eine Untersuchungsgruppe wurde keine nachweisbare Reaktion der Astroglia - weder auf die BDV-Infektion, noch auf die βA-Ablagerungen - registriert. In allen untersuchten Altersgruppen wurde ein tendenziell reduzierter βA-Gehalt in den Gehirnen der BDV-infizierten Tiere gegenüber den nicht infizierten Kontrolltieren registriert. Diese βA-Reduktion nach BDV-Infektion war in der Altersgruppe 13,5 Monate am deutlichsten ausgeprägt, wo die βA-Belastung der BDV-infizierten Tiere in vielen untersuchten Arealen signifikant geringer war als die der Kontrolltiere. Eine lokale Korrelation zwischen Mikroglia-Aktivierung und βA-Reduktion wurde nicht nachgewiesen. In zahlreichen untersuchten Hirnarealen aller drei Altersgruppen war der Anteil von vaskulär lokalisiertem β-Amyloid in den Gehirnen der BDV-infizierten Mäuse gegenüber den nicht infizierten Kontrollmäusen signifikant erhöht. Schlussfolgerungen: 1) In unserem Mausmodell führt die BDV-Infektion zu einer Modulation der Mikroglia-Aktivierung. 2) Die Korrelation der Mikroglia-Aktivierung mit viral bedingter T-Zellinfiltration und erhöhter Zytokinexpression deutet auf adaptive, T-Zell-vermittelte Modulation als Induktor dieser Aktivierung. 3) Die BDV-induzierte Mikroglia-Aktivierung führt zu einer: a) β-Amyloid-Reduktion, an der vermutlich von spezifisch aktivierten Mikrogliazellen ausgehende Clearance-Mechanismen beteiligt sind. b) β-Amyloid-Umverteilung vom Parenchym zu den Gefäßen, vermutlich, um den βA-Abtransport über das Gefäßsystem zu realisieren, wobei Amyloid-Einlagerungen in die Gefäßwände möglich sind. 4) Die viral induzierte Mikroglia-Aktivierung hängt sowohl vom Alter als auch von möglicher Voraktivierung der Zellen ab; altersbedingte Dysfunktionalität der Mikroglia ist eine potentielle Ursache der geringeren β-Amyloid-Clearance in der Altersgruppe 18 Monate. 5) Die Modulation der Mikroglia-Aktivierung ist prinzipiell möglich und führt zu potentiell positiven Effekten. 6) Dieses Modell ist zur Untersuchung der Modulation mikroglialer Aktivierung über adaptive Mechanismen geeignet. / Alzheimer´s Disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the most common form of age-related cognitive failure in humans. Pathomorphologically, it is characterized by a progressive accumulation of amorphous and compact extracellular amyloid-β deposits (plaques) as well as intracellular neurofibrillary tangles. Oligomerization and aggregation of amyloid-β1-42, its formation of fibrillary deposits as well as associated neurodegenerative changes lead to an unspecific activation of microglial cells and to inflammatory processes in the CNS. This unspecific form of microglial activation is neurotoxic and enhances neurodegeneration in the course of Alzheimer´s Disease. However, microglial activation is not neurotoxic per se, since there are various types of microglial activation that are being discussed in this study; the different activation types have varying effects reaching from neurotoxic to neuroprotective. The aim of the study was to modify microglial activation in a mouse model of Morbus Alzheimer and to characterize the resulting effects. For the modulation of microglial activation, we used the subclinic infection with the neurotropic Borna Disease Virus (BDV). In order to study the impact of the modulated microglial activation on the cerebral amount of beta-amyloid material, we used swAPP-transgenic Tg2576 mice, which overexpress the Swedish mutation variant of the human APP. These mice produce human amyloid β peptides that form amyloid plaques upon aging. We infected transgenic mice intracerebrally with BDV at different ages (11, 13,5 and 18 months old) and investigated brain-sections of these mice four weeks later by means of immunohistochemistry with regard to lymphocytic infiltrations, astroglial and microglial activation. The amount of amyloid β in the brains of BDV-infected mice was compared to that of non-infected, transgenic mice. The investigation of the cerebral amyloid β load was realized immunohistochemically by using an anti-Aβ1-42-antibody as well as by means of Thioflavin-S fluorescence technique followed by histometric quantification. Additionally, a biochemical analysis of Aβ1-40 and Aβ1-42 peptides was done using an ELISA-kit. A clinically apparent BDV-disorder could not be seen at any stage; BDV-infected mice remained free of BDV symptoms. Only massive amyloid-β deposits were able to independently induce activation of single microglial cells. Intracerebral BDV-infection caused marked infiltrations of primarily CD4-T-lymphocytes as well as a prominent specific microglial activation, which reached maximum levels four weeks p.i. A positive local and gradual correlation of CD4-T-lymphocytes and microglial activation was registrated in the brains of BDV-infected mice. Except one age group, neither BDV-infection nor amyloid-β deposits induced a detectable reaction of astrocytes. In all investigated age groups, a reduced amount of amyloid-β could be measured in the brains of BDV-infected mice compared to non-infected control mice. This Aβ reduction after BDV-infection was most prominent in the age group 13,5 months, where Aβ-load of BDV-infected mice was significantly decreased in many brain areas compared to that of control mice. A local correlation of microglial activation and Aβ reduction could not be observed. Several brain areas in all three age groups showed a significantly higher amount of vascular amyloid-β in the brains of BDV-infected mice compared to those of non-infected controls. Conclusions: 1) In our mouse model, BDV-infection leads to a modulation of microglial activation. 2) The correlation of microglial activation with viral-induced infiltrations of T cells and with upregulated cytokine expression suggests an adaptive, T cell-induced modulation as trigger of this acivation. 3) BDV-specific microglial activation leads to: a) Reduced cerebal amyloid-β load, possibly realized by clearance mechanisms of activated microglial cells. b) Redistribution of amyloid-β from the parenchyma to the vessels, possibly in order to clear the amyloidogenic material via the vasculature. During these processes, amyloid deposition in the walls of the cerebral blood vessels is possible. 4) Viral-induced microglial activation depends on the cell´s age and possible pre-activation; dysfunctional changes in microglia might be a cause for the less effective Aβ-clearance observed in the age group 18 months. 5) In principle, modulation of microglial activation is possible and leads to potential beneficial effects. 6) This study displays a proper model for investigations of the modulation of microglial activation via adaptive mechanisms.

Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone, the molecule comprises a single polypeptide chain of 165 aminoacids with two disulfide bonds, 1 O-linked (Ser-126), and 3 N-linked (Asn-24, 38, 83) glycans representing about 40 % of the total mass (30 kDa). It is secreted primarily by adult kidneys in response to tissue hypoxia and it is involved in the maturation and ultimately regulation of the level of red blood cells. The recombinant analogue (rhEPO), available since 1989 has found widespread use in the treatment of different diseases. Besides, rhEPO is illicitly used by athletes to boost the delivery of oxygen to the tissue and enhance performance in endurance sports. Current tests to differentiate between endogenous EPO and its recombinant analogues are based on differences in their isoelectric focussing (IEF) profiles and on differences in their molecular weight (SDS-PAGE). In this study, different methods to facilitate the detection of recombinant EPOs and analogues in antidoping control have been developed: A plasmatic EPO immunopurification method; a new screening method based on immunoaffinity techniques to detect the abuse of recombinant erythropietins in urine; and a liquid chromatography-mass spectrometry method that allows to detect the unambiguous differing structure between exogenous EPOs and endogenous, the N-glycolyl-neuraminic acid. / La eritropoetina (EPO) és una hormona glicoproteica formada per una cadena peptídica de 165 aminoàcids que conté dos ponts disulfur, un O-glicà (Ser-126) i tres N-glicans (Asn-24, 38, 83) que representen al voltant d’un 40% de la seva massa molar (~ 30kDa). Es produeix principalment en el ronyó, en resposta a la reducció d’oxigen en el teixits, i estimula l’eritropoesi a la medul·la òssia. La EPO recombinant (rhEPO) s’administra com a fàrmac pel tractament de diferents malalties. També s’ha observat la seva utilització en esportistes amb l’objectiu d’augmentar el nivells d’oxigen als teixits i així incrementar el seu rendiment. Els mètodes que s’utilitzen per diferenciar la EPO orinaria endògena de l’exògena estan basats en diferencies dels seus perfils isoelectroforètics (IEF) o en els seus pesos moleculars (SDS-PAGE). El problema d’aquests mètodes és que són llargs, costosos i només poden utilitzar la orina com a matriu biològica. En aquest estudi, s’ha dut a terme el desenvolupament dels següents mètodes que faciliten la detecció d’EPOs recombinants i anàlegs en el control antidopatge: Un mètode d’immunopurificació d’EPO en plasma; un mètode d’screening ràpid basat en tècniques d’immunoafinitat per detectar l’abús d’ eritropoietines recombinants en orina; i un mètode de cromatografia liquida acoblada a espectrometria de massa que permet detectar una clara diferencia estructural entre la majoria de les EPOs exògenes i la endògena, el N-glicolil-neuraminic àcid.

Thesis (Ph. D.)--University of South Florida, 2004. / Includes vita. Includes bibliographical references.

The misfolding and aggregation of the beta cell hormone islet amyloid polypeptide (IAPP) into amyloid fibrils is the main pathological finding in islets of Langerhans in type 2 diabetes. Pathological assemblies of IAPP are cytotoxic and believed to contribute to the loss of insulin-producing beta cells. Changes in the microenvironment that could trigger the aggregation of IAPP are largely unknown. So is the possibility that islet amyloid can spread within or between tissues. The present thesis have explored the roles of glycosaminoglycan heparan sulfate (HS) and the novel anti-amyloid chaperone Bri2 BRICHOS domain in the assembly of IAPP amyloid and cytotoxic IAPP aggregates. Furthermore, cross-seeding as a molecular interaction between the observed connection of type 2 diabetes and Alzheimer disease has been examined. The N-terminal region of IAPP was required for binding to HS structures and induction of binding promoted amyloid formation. Interference in the HS-IAPP interaction by heparanase degradation of HS or by introducing short, soluble HS-structure fragments reduced amyloid deposition in cultured islets. Cytotoxicity induced by extracellular, aggregating IAPP was mediated via interactions with cell-surface HS. This suggests that HS plays an important role in islet amyloid deposition and associated toxicity. BRICHOS domain containing protein Bri2 was highly expressed in human beta cells and colocalized with IAPP intracellularly and in islet amyloid deposits. The BRICHOS domain effectively attenuated both IAPP amyloid formation and IAPP-induced cytotoxicity. These results propose Bri2 BRICHOS as a novel chaperone preventing IAPP aggregation in beta cells. The intravenous injection of IAPP, proIAPP or amyloid-β (Aβ) fibrils enhanced islet amyloidosis in transgenic human IAPP mice, demonstrating that both homologous- and heterologous seeding of islet amyloid can occur in vivo. IAPP colocalized with Aβ in brain amyloid from AD patients, and AD patients diagnosed with T2D displayed increased proportions of neuritic plaques, the more pathogenic plaque subtype. In conclusion, both IAPP amyloid formation and the cytotoxic effects of IAPP is dependent on interactions with HS whereas interactions with Bri2 BRICHOS is protective. Cross-seeding between Aβ and IAPP can occur in vivo and the two peptides colocalize in brain amyloid in AD patients.

Nous avons mis en évidence la présence des phagocytes exprimant le lysozyme dans les Plaque de Peyer chez l’Homme et montré que, comme chez la souris, elles sont principalement localisées dans le SED et sont distinctes des cDC. Dans un deuxième temps, nous avons étudié dans les PP de souris la fonction des différentes populations de phagocytes nouvellement caractérisées. Nous avons en particulier étudié l’impact de la détection d’un acide nucléique d’origine virale par les phagocytes en utilisant un agoniste synthétique du TLR7 : le R848. Bien que TLR7 soit exprimé par les cellules dérivées de monocytes et les DC plasmacytoïdes mais pas par les cDC, nous avons mis en évidence un processus d’activation rapide des cDC impliquant le TNF. Celui-ci conduit à une migration des cDC depuis les villosités adjacentes au dôme vers les IFR et à une forte augmentation de l’expression du CMH-II, des molécules co-stimulatrices ainsi que des gènes dépendants de l’interféron. L’activation du TLR7 induit également une forte expression de la sous unité p40 de l’IL-12 par les LysoDC et certains macrophages. De manière intéressante, nous avons également observé une forte expression d’IL-12 p40 par les LysoDC et certains macrophages peu de temps après le sevrage. Cela nous a conduits à étudier le rôle de cette cytokine dans la mise en place de la réponse immunitaire mucosale. Notre étude a donc des répercussions sur la compréhension des mécanismes conduisant à la mise en place de la réponse immunitaire mucosale en réponse à l’implantation du microbiote intestinal peu de temps après la naissance. / In this study, we first showed that lysozyme expressing cells are found in human PP and share features with their mouse counterpart, such as location and origin. Then, we investigated the behaviour of mouse PP phagocytes upon TLR7 stimulation, using the small synthetic agonist, R848. In PP TLR7 is expressed by monocyte derived cells and plasmacytoid DC, but not by cDC. Nevertheless, TLR7 stimulation triggers a quick activation of cDC. This activation relies on TNF secretion and leads to a massive migration of cDC from the dome associated villi to the IFR and to an increase of MHCII, co-stimulatory molecules and interferon-stimulated gene expression. Stimulation by TLR7 also induces a massive production of IL12p40 by LysoDC and some macrophages. Interestingly, we observed a similar increase of IL-12 p40 production by LysoDC and macrophages shortly after weaning. We thus investigated the impact of Il-12 p40 secretion on the development of the mucosal immune response. Therefore, our study provides clues on the mechanisms involved in the establishment of the mucosal immune response following microbiota colonization.

La sclérose en plaques est une maladie inflammatoire et démyélinisante chronique du système nerveux central présentant une expression clinique très variable d'un patient à l'autre. Face à cette hétérogénéité, l'identification de biomarqueurs issus de la neuro-imagerie capables de refléter les dommages responsables des déficits cognitifs et moteurs retrouvés chez ces patients est cruciale pour l'évaluation de l'efficacité de nouvelles thérapies. Lors de ce travail de thèse, nous avons étudié et mis en avant l'atteinte morphologique (changements de volume et de forme) du thalamus, structure cérébrale centrale, au travers de populations représentant l'ensemble des formes cliniques de la maladie. Nous avons ensuite évalué l'effet d'un traitement lors d'une analyse volumétrique longitudinale menée sur 12 mois. La répétabilité des résultats concernant la mesure du volume thalamique atteste alors de la qualité de la méthode utilisée. / Multiple sclerosis is a chronic inflammatory and demyelinating disease of the central nervous system having a highly variable clinical expression from patient to another. Given this heterogeneity, the identification of neuroimaging biomarkers able to reflect damages responsible for cognitive and motor deficits found in these patients is crucial for evaluating the efficacy of new therapies. In this thesis, we studied and highlighted the morphological damages (changes in volume and shape) of the thalamus , a central brain structure, through populations representing all clinical forms of the disease. We then evaluated the effect of treatment in a longitudinal volumetric analysis conducted over 12 months. Repeatability of thalamic volume results attests the quality of the method used.