Les entérobactéries du genre Salmonella représentent une préoccupation majeure de santé publique car elles sont responsables de la majorité des cas de toxi-infections alimentaires dans le monde. La persistance de Salmonella Enteritidis dans les élevages de volailles, sous forme de portage bactérien intestinal, constitue une source de contamination importante pour les produits alimentaires qui en sont issus. Parmi, les nombreuses solutions mises en place, l’amélioration de l’immunité de la muqueuse digestive des oiseaux faisant barrière à la colonisation bactérienne représente une stratégie de lutte alternative à l’utilisation controversée des antibiotiques. Au cours de la réponse de l’hôte contre l’infection des salmonelles, il avait été montré que les gènes de ß-défensines aviaires, AvBD1 et AvBD2, sont fortement exprimés dans l’intestin des poulets résistants à la colonisation bactérienne. Les ß-défensines sont des peptides cationiques capables de détruire les bactéries mais aussi, chez les mammifères, d’attirer les cellules immunitaires. Dans ce contexte, la compréhension du mode d’action des deux ß-défensines aviaires contre l’infection intestinale des poulets par les salmonelles a constitué l’objectif principal du travail de thèse. Tandis que les AvBD1 et AvBD2 ont été initialement identifiées à partir de cellules hétérophiles, nous avons cherché à savoir si les cellules épithéliales intestinales, constituant la première barrière rencontrée par les bactéries, pouvaient les exprimer. Une procédure de culture primaire de cellules épithéliales intestinales isolées d’embryons d’oiseaux a été développée. Les cellules ont montré les caractéristiques de cellules épithéliales confirmées par l’expression de protéines du cytosquelette. Elles ont été capables d’exprimer les gènes d’AvBD1 et d’AvBD2, avec des taux différents selon la lignée d’animaux dont elles sont issues. De plus, cette expression s’est avérée modulable par les salmonelles qui sont capables d’inhiber l’expression d’AvBD2 dans les cellules épithéliales intestinales de la lignée la plus sensible. En parallèle, nous avons extrait trois ß-défensines aviaires de la moelle osseuse, AvBD1, AvBD2 et AvBD7, afin d’évaluer leur activité antimicrobienne. La séquence primaire de ces trois ß-défensines caractérisée par spectrométrie de masse a permis de mettre en évidence des modifications post-traductionnelles dans la partie C-terminale d’AvBD1 et dans la partie N-terminale d’AvBD7. L’activité antimicrobienne mesurée avec les trois ß-défensines a révélé des activités élevées contre des bactéries Gram + et Gram -, avec cependant une moindre efficacité d’AvBD2 contre les bactéries Gram -. La spécififcité d’AvBD2 contre les Gram + est retrouvée chez la ß-défensine du manchot empereur, AvBD103b de structure tridimensionnelle connue. Nous avons alors cherché à résoudre la structure de la ß-défensine 2 de poulet par résonance magnétique nucléaire afin d’analyser les relations entre la structure et l’activité des peptides AvBD2 et AvBD103b. La comparaison de leurs structures nous a permis de proposer un mode d’action de ces deux ß-défensines et plus particulièrement d’AvBD2. Finalement, l’ensemble des résultats obtenus permet de préciser le rôle des ß-défensines aviaires dans le phénotype de résistance/sensibilité à l’invasion intestinale des salmonelles. Outre leur effet antibactérien qui peut être contrecarré par les salmonelles, il semblerait que ces défensines aviaires puissent participer à d’autres fonctions comme le chimiotactisme permettant le recrutement de cellules immunocompétentes. Le spectre d’activité antibactérienne des ß-défensines aviaires caractérisées ouvre de plus des perspectives d’application thérapeutique dans un domaine où les antibiotiques sont plus que sujets à caution. / Salmonella is a bacterial enteropathogen representing the main cause of food poisoning worldwide. Persistence of Salmonella Enteritidis in poultry flocks in the form of intestinal carriage represents an important source of contamination of poultry derived food products. Improving immunity of the mucosal barrier of the bird intestine to fight bacterial colonisation is a strategy alternative to the controversial use of antibiotics. During the study of chicken response to Salmonella infection, it had been shown that avian ß-defensin genes (AvBD1 and 2) were highly expressed in intestinal tissue of birds resistant to Salmonella colonisation. ß-defensins are cationic peptides able to kill bacteria and also, in mammalian species, to attract cells of the animal immune defence. In this context, understanding the mechanism of action of these two avian ß-defensins against intestinal infection of birds by Salmonella represented the main objective of the thesis work. While AvBD1 and 2 were initially identified from heterophils, we were interested in determining whether the intestinal epithelial cells, which constitute the first barrier encountered by the bacteria, were able to express them. A primary culture of intestinal epithelial cells has been developed from chicken embryos of divergent inbred lines either resistant or susceptible to Salmonella intestinal carriage. The cells exhibited characteristics of epithelial type according to morphology and expression of specific cytoskeletal proteins. They were shown to express the two ß-defensin genes AvBD1 and AvBD2 according to the chicken line. Furthermore, S. Enteritidis interfered with AvBD2 expression only in the cells from the susceptible line. In parallel, we were interested in preparing these ß-defensins in order to assess their antibacterial activity. Chicken bone marrow was used to isolate ß-defensins by acetic acid extraction followed by chromatographic separation. Three purified ß-defensins, AvBD1, AvBD2 and AvBD7 were characterized by mass spectrometry, revealing post-translational modifications in AvBD1 C-terminal end and AvBD7 N-terminal end. Antimicrobial activity measured by radial diffusion assay has shown a high efficiency against Gram + and Gram – except for AvBD2 with a lower potency against Gram – bacteria. Antibacterial spectrum of AvBD2 showed specificity towards Gram + bacteria as well as the king penguin AvBD103b whose three-dimensional structure has been described. This prompted us to resolve the structure of AvBD2 by nuclear magnetic resonance in order to analyze structure-activity relationships by comparing these two avian ß-defensins. This approach has led us to propose a mechanism of action for these two ß-defensins and particularly for AvBD2 in the intestinal mucosa. Finally, taken together the results allow to further define the role of avian ß-defensins in the phenotype of resistance/susceptibility to intestinal invasion by Salmonella. In addition to their antibacterial activity, which can be overcome to some extend by Salmonella, they could display other functions such as chemotaxis allowing recruitment of immune competent cells. The characterization of the activity spectrum of these avian ß-defensins opens perspectives of therapeutic application in a domain where antibiotics use should be avoided.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Pathologie, Toxicologie, Génétique et Nutrition : Toulouse, INPT : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 256 réf.

La crête neurale céphalique (CNC) est une structure pluripotente à l'origine de la totalité du squelette de la face et de la voûte crânienne.
L'absence de la CNC est associée à des malformations du cerveau antérieur et des défauts oculaires qui reproduisent les malformations congénitales humaines: microcéphalie, holoprosencéphalie, aniridie, chambre antérieure manquante, colobome congénital, désorganisation du cristallin, agénésie des
paupières,
strabisme précoce (Alward 2000, Creuzet 2009, Williams and Bohnsack 2015). Dans notre étude, l'augmentation hétérochronique de la signalisation Bmp7 au niveau de la plaque préchordale (PPC) a engendré une perturbation de la migration de la CNC associée à une fusion des deux champs oculaires en un seul œil cyclope. Cette cyclopie, contrairement aux études antérieures (Chiang et al. 1996, Golden et al. 1999) est précédée par une perturbation de la constriction apicale au niveau des vésicules optiques (VO) au stade Hamburger-Hamilton (HH) 12 et qui est responsable de l'invagination dorsale des VO et leur séparation du reste du tube neural. Au niveau moléculaire, nous avons enregistré une augmentation de la signalisation Wnt1 très tot après le traitement (2h) dans la CNC. Cette augmentation s'étend rostralement ce qui suggère que Wnt1 pourrait etre impliqué dans la perturbation du développement oculaire. Pour tester cette hypothèse, nous avons tenté des expériences de sauvetage par l'inactivation de la signalisation Wnt1 par ARN interférence. Nous avons observé une amélioration du phénotype mais les yeux sont restés morphologiquement en hypotélorisme, c'est-à-dire trop proches. Des coupes coronales au stade E8 (32-33HH) ont montré que les yeux sont synophtalmiques, deux yeux dans un seul orbite, et sont restés fusionnés au télencéphale. Au niveau moléculaire, nous avons observé aussi une diminution de l'expression de Wnt2b au niveau des VO chez l'embryon cyclope et que cette diminution persiste malgré le sauvetage par Wnt1. Pour comprendre cette signalisation, nous avons tenté une deuxième expérience de sauvetage avec ARN interférence contre Wnt1 et un vecteur plasmidique exprimant Wnt2b dans le tube neural et les VO respectivement. Vers E8 l'embryon ressemble au contrôle mais avec persistance de fusion entre les VO et le télencéphale. L'hybridation in situ a montré une diminution du niveau d'expression de Foxg1 à 12HH dans la partie dorsale des VO au niveau de la frontière entre la partie rostrale du diencéphale et le télencéphale (RD/T) dans les deux tentatives de sauvetage ce qui suggère que ce gène pourrait être impliqué dans la séparation rostrale des VO du télencéphale. / Cephalic neural crest (CNC) is a pluripotent structure giving rise to entire skeleton of the face and skull. Absence of CNC is associated with forebrain and eye defects that mimic human congénital malformations: microcephaly, holoprosencephaly, aniridia, missing anterior chamber, coloboma, congenital dislocation of the lens, agenesis of eyelid and early strabismus. (Alward 2000 Creuzet 2009, Williams and Bohnsack 2015). In our study, heterochronic increased Bmp7 signaling in the prechordal plate (Pcp), caused disruption of CNC migration associated with fusion of two optical fields into one cyclopic eye. This cyclopia, unlike previous studies (Chiang et al. 1996, Golden et al. 1999), is preceded by a disturbance of the apical constriction in optic vesicles at Hamburger-Hamilton (HH)12 stage witch is responsible for dorsal invagination of OVs and their separation from the rest of the neural tube. At the molecular level, we recorded an increase in Wnt1 expression very early after treatment (2h) in CNC and this increase extends rostrally suggesting that Wnt1 could be involved in the disturbance of eye development. To test this hypothesis, we attempted rescue experiments by inactivating Wnt1 signaling by RNA interference and we observed an improvement of the phenotype but the eyes remained morphologically in hypotelorism, too close,. At E8 (32-33HH) stage the eyes are remained fused to the forebrain and are synophtalmic, two eyes in a single orbit,. We also observed a decrease in Wnt2b expression in OV in the cyclopic embryo and that this decline persists despite Wnt1 rescue. To understand Wnt2b signaling, we attempted a second rescue experience with RNA interference against Wnt1 and a plasmid vector expressing Wnt2b in the CNC and OV respectively. Coronal sections at E8 stage resemble the control but with persistence of dorsal fusion between OVs and telencephalon. In situ hybridization showed a decrease in Foxg1 expression at 12HH in the dorsal part of OVs in the RD/T boundry in the two rescue attempts suggesting that this gene may be involved in the separation of OVs at 12HH stage rostrally from the telencephalon.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Les myopathies des muscles pectoraux (MMP) sont des conséquences inattendues de la sélection génétique visant à augmenter le rendement en poitrine chez le poulet de chair. Elles se manifestent sous forme de stries blanches à la surface du filet (les striations blanches), par une dureté prononcée du muscle (le durcissement de la poitrine) ou par la désintégration de la structure musculaire (la déstructuration du filet). Au Québec, très peu est connu sur la présence et l'impact de ces myopathies sur les qualités de la viande de poulet. Pour pallier ce manque de données, un total de 206 filets ont été échantillonnés dans sept marchés d'alimentation québécois et évalués pour la présence des MMP et leurs effets sur la qualité. Les résultats ont démontré que 48,5 % des filets évalués étaient myopathiques et que les filets commercialisés de format économique (ECO), commercial (COM) ou de haut de gamme (SUPQ), étaient tous d'égale susceptibilité au développement de MMP (P > 0,05). En outre, 19,4 % des filets évalués étaient pâles, mous et exsudatifs (PSE-Like, pH ≤ 5,7) alors que 6,8 % de ces filets étaient de couleur foncée, avaient une texture dure et un aspect extérieur sec (DFD, pH ≥ 6,1). L'effet combiné des MMP et des DFD s'est traduit par une augmentation significative des comptes de salmonelles (P < 0,001), d'entérobactéries (P < 0,01) et des aérobes mésophiles totaux (P < 0,01) comparativement aux filets normaux. Par ailleurs, les MMP ont engendré une augmentation de la teneur des filets en lipides (P < 0,0001) et une tendance à la diminution de leur teneur en protéines (P = 0,07). En conclusion, cette étude confirme pour la première fois la présence des MMP au Québec et fournit des données originales sur leurs conséquences à la fois pour le consommateur et pour l'industrie de transformation. / Breast muscle myopathies (BMM) are unintended consequences of genetic selection aimed at increasing breast meat yield in broiler chickens. They appear as white striations on the surface of the breast fillets (White striping), as a pronounced hardness of the Pectoralis major muscle (Wooden or Woody breast) or as a severe structural disintegration of this muscle (Spaghetti meat syndrome). In Quebec, very little is known about the presence and impact of these myopathies on the qualities of broiler breast meat. To bridge this gap, a total of 206 fillets were sampled from seven grocery stores located in different regions of the province. They were then evaluated for the presence of BMM, and then analyzed to investigate the effects of BMM on their quality. The results showed that 48.5% of the evaluated fillets were myopathic and that the fillets marketed under economic (ECO), commercial (COM) or high quality (SUPQ) brands were all equally susceptible to the development of BMM (P > 0.05). In addition, 19.4% of the fillets evaluated were pale, soft and exudative (PSE-Like, pH ≤ 5.7) while 6.8% of these fillets were dark, firm and dry (DFD, pH ≥ 6.1). The combined effect of BMM and DFD resulted in a significant increase in the microbial counts of Salmonella (P < 0.001), Enterobacteriaceae (P < 0.01) and Total Mesophilic Aerobes (P < 0.01) compared to normal breast fillets. Furthermore, BMM were associated with an increase in the lipid content of breast fillets (P < 0.0001) and a tendency of their protein content to decrease (P = 0.07) leading to the deterioration of their nutritional quality. In conclusion, this study confirmed for the first time the presence of BMM in Quebec and provided original data on their consequences for both the consumer and the processing industry.

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

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Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le but de cette étude était d'évaluer et de comparer l'état de la qualité de la viande de poitrine des deux souches de poulets de chair à rendement standard les plus utilisées sur le marché mondial : Cobb 500 et Ross 308. Pour ce faire, des poussins des deux sexes des deux souches ont été placés dans un design en blocs complets randomisés (4 groupes x 4 répétitions en 4 blocs) et nourris d'un régime standard de démarrage, de croissance et de finition de 1 à 35 jours. À 35 jours, les oiseaux (n = 40/souche/sexe) ont été abattus et leur rendement et la qualité de la viande de poitrine ont été évalués. L'interaction souche-sexe n'était pas significative pour la plupart des caractères analysés. Les oiseaux de la souche Cobb 500 avaient un poids corporel plus élevé (P < 0,001), un rendement en viande de poitrine plus élevé (P = 0,02) et un rendement en cuisse moins important (P < 0,001) que les Ross 308. Ils présentaient également un score plus élevé (P = 0,04) de la myopathie de durcissement de la poitrine et des pertes d'eau plus importantes par exsudation (P = 0,01) et après cuisson (P = 0,01). Un modèle de glycolyse in vitro a révélé que la chute post-mortem du pH du muscle Pectoralis major était influencée par l'interaction entre la souche et l'âge (P < 0,001). À 14 jours, le pH initial était plus élevé (P < 0,05) chez Cobb 500, mais à 33 jours, il était similaire dans les deux souches. Aux deux âges et pour les deux souches, le pH ultime de ce muscle a été atteint à3 heures post-mortem. En conclusion, le développement musculaire est négativement corrélé à la qualité de la viande. Par conséquent, le choix de combinaison de souches et de sexe pour la production de poulets de chair nécessite un compromis entre le rendement et la qualité de la viande. / The purpose of this study was to evaluate and compare the state of breast meat quality in the two most used standard-yielding broiler chicken strains on today's market: Cobb 500 and Ross 308. To achieve this, chicks from both sexes of both strains were placed in a randomized complete block design (4 groups × 4 replicates in 4 blocks) and fed a standard starter, grower, and finisher diet from 1 to 35 d. At 35 d, birds (n = 40/strain/sex) were processed, and their yield and breast meat quality were evaluated. The strain-by-sex interaction was not significant for most analyzed traits. Birds from the Cobb 500 strain had higher body weight (P < 0.001), greater breast meat yield (P = 0.02), and lower leg meat yield (P < 0.001) than Ross 308 birds. They also exhibited higher wooden breast score (P = 0.04) and greater drip (P = 0.01) and cooking (P = 0.01) losses. An in vitro glycolysis model revealed that post-mortem decline in the pH of the Pectoralis major muscle was influenced by the interaction between strain and age (P < 0.001). At 14 d, the initial pH was higher (P < 0.05) in Cobb 500, but at 33 d it was similar in both strains. At both ages and for both strains, the ultimate pH in this muscle was reached at 3 h post-mortem. In conclusion, muscle growth and development are negatively associated with meat quality. Thus, the choice of strain and sex combinations for broiler production requires a compromise between meat yield and quality.

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