Biopharmaceuticals are becoming one of the most promising drugs on the market mainly due to their successful treatment of a vast array of serious diseases, such as cancers, immune disorders, and infections. Structurally, biopharmaceuticals are proteins and it is important to mention that more than 60 % of biopharmaceuticals are glycosylated. Glycosylation is one of the most common posttranslational modifications. It is also the most demanding and the most complex posttranslational modification. The research showed that glycosylation can significantly impact on the safety, efficiency, and quality of the therapeutic glycoproteins. In the first part of the introduction of the present thesis, the development of the therapeutic glycoproteins and their classification were reviewed. Glycosylation process and nomenclature were also discussed. The second part of the introduction revealed current issues in the field of the production and the characterization of the therapeutic glycoproteins. In the context of the doctoral thesis, we introduced new approach, namely hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to a high-resolution mass spectrometer (HILIC-HR-MS) combined with Principal Component Analysis (PCA) and classification through Soft Independent Modelling by Class Analogy (SIMCA) data treatment. Accordingly, N-glycans were first enzymatically released using peptide-N-glycosidase F (PNGase F) and reduced using sodium borohydride. Then those N-glycans were separated by HILIC and detected by HR-MS. PCA and SIMCA simplified interpretation of the MS data collected in the huge tables. PCA was applied to test whether it is possible to visualize N-glycosylation differences between samples and to help identifying within which N-glycans changes occurred. SIMCA, which is a more complex data analysis technique, was applied to build and validate a classification models. SIMCA was also applied to verify whether it is possible to use built models to classify real samples. Described approach enabled us to detect small changes in N-glycosylation of the therapeutic glycoproteins (a change of only 1% in relative glycan abundance). It was applied to assess changes in N-glycosylation of therapeutic glycoproteins. Accordingly, we tested N-glycosylation consistency between batches of infliximab, trastuzumab, and bevacizumab and monitored the N-glycosylation of bevacizumab over storage time in plastic syringes.Furthermore, we worked on the faster sample preparation technique, where online-solid-phase extraction (SPE)-LC was combined to the previously mentioned HILIC-MS-PCA/SIMCA method. Online-SPE-LC allowed us to faster the sample preparation in terms of avoiding time-consuming cleaning steps. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les objectifs de cette étude comparative de deux bassins versants en France et en Ukraine sont de trois ordres. i) déterminer l'occurrence des micropolluants émergents (métaux traces et molécules pharmaceutiques) dans les eaux de surface, ii) permettre leur évaluation qualitative et quantitative et enfin iii) estimer leur distribution en fonction du contexte socio-économique. Cette recherche porte sur l'analyse de l'origine, sur les propriétés physico-chimiques et sur le comportement des micropolluants (métaux traces et molécules pharmaceutiques) dans les eaux des rivières Jalle (Bordeaux, France) et Udy & Lopan (Kharkiv, Ukraine). Un suivi des métaux traces et des produits pharmaceutiques dans les eaux naturelles de surface dans différents contextes et conditions climatiques a été réalisé. La description et l'analyse des facteurs environnementaux et socio-économiques influençant l'hydrochimie locale en vue de conclure sur l'opportunité et l'intérêt des micropolluants émergents comme indicateurs anthropogéniques du contexte socio-économique et environnemental d'un bassin versant ont été mis en oeuvre. L'étude a combiné des techniques de prélèvements d'échantillons d'eau classiques et par capteurs passifs in situ. L'analyse semi quantitative des micropolluants émergents a porté sur les métaux traces (sondes DGT) et les produits pharmaceutiques (POCIS). L'usage de ces capteurs a permis d'évaluer les différentes formes d'éléments, les sources, les variations saisonnières et spatiales, l'accumulation et les risques environnementaux. A partir des données environnementales collectées, acquises, actualisées et validées il a été possible de modéliser la consommation régionale de médicaments dans le cas de (1) la région de Kharkiv, en Ukraine, sur les rivières Lopan et Udy du bassin Seversky Donets et (2) la région de Bordeaux, en France, sur la rivière Jalle, du bassin de la Garonne. Les sites ont été sélectionnés pour représenter une diversité tant du point de vue de l'état de pollution des eaux (nature et flux) que de celui du paysage socio-économique (contexte urbain, social et indicateurs économiques). Les résultats majeurs de cette étude sont : (i) méthodologique pour le développement et la validation de protocoles d'échantillonnage classique et passif (intérêt, limites, recommandations), ii) analytique quant à la mesure des éléments traces des eaux de surface naturelles dans des conditions extrêmes, iii) scientifique par l'obtention d'un jeu de données sur l'hydrochimie des éléments traces ( présence, accumulation, origine et variabilité spatiale et temporelle et iv) prospectif quant à l'usage des métaux traces et de produits pharmaceutiques comme traceurs anthropiques de l'état des eaux naturelles de surfaces et reflet du contexte socio économique. La modélisation socio-économique (statistique) et environnementale (balance de masse) aide à comprendre l'évolution de la qualité des eaux de surface dans leur contexte régional et permet d'identifier certains contaminants comme des indicateurs des activités anthropiques d'un bassin versant et permet de définir une typologie. L'ensemble des résultats de la thèse ont présentés sous la forme d'articles publiés ou soumis dans des revues scientifiques internationales.