Le SARM et l’ERV sont deux bactéries responsables d’infections nosocomiales importantes. Elles sont retrouvées au sein des différents centres hospitaliers à travers le monde et leur présence cause de grands problèmes en santé publique. Elles constituent notamment une cause majeure de complication des soins de santé avec, en conséquence, une augmentation de la mortalité et de la morbidité, une prolongation de l’hospitalisation et une hausse importante des coûts de santé (INSPQ). La détection rapide du SARM et de l’ERV permettrait un meilleur contrôle de ces maladies nosocomiales. Présentement, le dépistage se fait séparément. Afin de réduire le temps d’exécution des analyses, nous proposons de combiner le dépistage des 2 microorganismes. Le projet consistait au développement d’une méthode d’analyse diagnostique pour la détection simultanée du SARM et de l’ERV par PCR. Par la suite, nous avons procédé à la validation de la méthode sur 99 spécimens de patients. La réalisation de ce projet de recherche se scinde en trois étapes importantes : 1) l’élaboration d’un nouveau bouillon de culture permettant la croissance du SARM et de l’ERV, 2) la mise au point de la PCR en temps réel et finalement, 3) la validation de cette méthode grâce à un nombre significatif de spécimens de patients. Nous avons trouvé qu’un nouveau bouillon de culture, contenant 25 g/L de NaCl, d’aztréonam et de céfotaxime permettait la croissance concomitante du SARM et de l’ERV tout en inhibant la croissance du SASM et des entérobactéries. Notre PCR multiplex permet l’amplification du SARM traditionnel et SARM-AC, de la souche récemment découverte en Europe ainsi que les 2 principaux génotypes d’ERV. Nous avons validé ces deux innovations auprès de 99 participants. Analysées par la méthode de référence, la sensibilité et la spécificité de notre bouillon sont de 50% et de 95% respectivement pour le SARM. Analysée par notre PCR multiplex, la sensibilité augmente à 92,8%. La sensibilité et la spécificité de notre bouillon avec notre PCR multiplex ERV sont de 100%. La validation du nouveau bouillon (1D) a démontré qu’il est aussi efficace voire plus que le bouillon utilisé actuellement. La nouvelle PCR permet l’amplification du SARM et de l’ERV simultanément dans un même programme PCR.

La mammite bovine est l’inflammation des tissus internes de la glande mammaire des vaches laitières. Elle est la plupart du temps causée par l’intrusion d’agents pathogènes dans le canal du trayon de la glande mammaire causant ainsi une infection intramammaire (IIM). La mammite engendre des pertes économiques importantes pour l’industrie laitière en raison de la faible production du lait, des coûts de traitements élevés, la présence de résidus d’antibiotiques dans le lait suite à leur utilisation, le rejet de lait non destiné à la consommation et les faibles taux de rendement pendant la transformation du lait en divers produits laitiers. Le développement de l’inflammation est souvent associé au degré d’exposition des glandes mammaires aux pathogènes. Staphylococcus aureus est le pathogène le plus souvent responsable de la mammite bovine au Canada. Il est capable de causer des infections intramammaires persistantes sous-cliniques souvent réfractaires à l’antibiothérapie. En outre, le biofilm représente un facteur de virulence clé dans la persistance de S. aureus pendant la mammite, car il augmente la résistance des bactéries contre les antibiotiques grâce à la matrice extracellulaire qui recouvre et protège la communauté. Le biofilm représente donc, une problématique majeure de l’industrie laitière et le besoin de nouveaux outils thérapeutiques alternatifs adressant ce facteur de virulence est très urgent. Le chitosane est une molécule naturelle extraite de la carapace des crustacés. Elle est exploitée pour de multiples applications biologiques, y compris certaines activités antibiofilm. Dans cette étude, nous avons démontré que les formes de 2,6 kDa et 4 kDa empêchaient la production de biofilm des souches : S. aureus 2117 (forte productrice du biofilm) et le SARM bovin (S. aureus résistant à la méthicilline). Chez la souris, l’administration d’un chitosane de 2,6 kDa n’a démontré aucun effet inflammatoire comparativement au 4 kDa. Les tests de bactéricidie ont démontré que le 2,6 kDa était capable de tuer les bactéries incorporées dans les biofilms préformés d'une manière dose-réponse avec une réduction de > 3 log[indice inférieur 10] CFU / biofilm à la concentration de 4 mg / ml. En culture cellulaire, nous avons observé que le chitosane de 2,6 kDa pouvait empêcher la persistance du SARM bovin dans les cellules épithéliales bovines MAC-T. Les tests de combinaison sur plaque ont révélé que le 2,6 kDa produit une synergie avec les antibiotiques de la classe des macrolides (par exemple, la tilmicosine) contre S. aureus, en réduisant la CMI des deux molécules par 2-8 fois. Finalement, l'administration intramammaire de 2,6 kDa, seul (p <0,01) ou en combinaison avec la tilmicosine (p <0,0001), a réduit la colonisation de S. aureus dans les glandes mammaires de notre modèle de mammite aigu murin.

The ever-increasing demand on content distribution and media streaming over the Internet has created the need for efficient methods of delivering information. One of the most promising approaches is based on multicasting. However, multicast solutions have to cope with several constraints as well as being able to perform in different environments such as wired, wireless, and ad hoc environments. Additionally, the scale and size of the Internet introduces another dimension of difficulty. Providing scalable multicast for mobile hosts in wireless environment and in mobile ad hoc networks (MANETs) is a challenging problem. In the past few years, several protocols have been proposed to efficient multicast solutions over the Internet, but these protocols did not give efficient solution for the scalability issue. In this thesis, scalable multicast protocols for wired, wireless and wireless ad hoc networks are proposed and evaluated. These protocols share the idea of building up a multicast tree gradually and recursively as join/leave of the multicast group members using a dynamic branching node-based tree (DBT) concept. The DBT uses a pair of branching node messages (BNMs). These messages traverse between a set of dynamically assigned branching node routers (BNRs) to build the multicast tree. In the proposed protocols only the branching node routers (BNRs) carry the state information about their next BNRs rather than the multicast group members, which gives a fixed size of control packet header size as the multicast group size increases, i.e. a good solution to the problem of scalability. Also the process of join/leave of multicast group members is carried out locally which gives low join/leave latency. The proposed protocols include: Scalable Recursive Multicast protocol (SReM) which is proposed using the DBT concepts mentioned above, Mobile Scalable Recursive Multicast protocol (MoSReM) which is an extension for SReM by taking into consideration the mobility feature in the end hosts and performing an efficient roaming process, and finally, a Scalable Ad hoc Recursive Multicast protocol (SARM) to achieve the mobility feature for all nodes and performing an efficient solution for link recovery because of node movement. By cost analysis and an extensive simulation, the proposed protocols show many positive features like fixed size control messages, being scalable, low end to end delay, high packet rate delivery and low normalized routing overhead. The thesis concludes by discussing the contributions of the proposed protocols on scalable multicast in the Internet society.

A new class of drugs has been developed for treatment of muscle and bone mass wasting diseases called non-steroidal selective androgen receptor modulators (SARMs). Because of their positive androgenic effects such as muscle gain, they are desirable as performance enhancers. One of those substances is LGD-4033 (4-[(2R)-2-[(1R)-2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl]pyrrolidin-1-yl]-2-(trifluoromethyl)- benzonitrile). It has been detected in human samples in routine doping control and another SARM has been detected in an equine blood sample in routine doping control. It is therefore indicated that SARMs need to be screened for in routine testing in equestrian sport. The aim of this project was to identify what metabolites were found in equine plasma after an intra venous administration of LGD-4033 using UHPLC coupled with QToF-MS and determine whether the parent compound or any of its metabolites were most suitable for doping control. With the sample preparation method protein precipitation, six possible metabolites were identified in samples from three horses. Two of the metabolites were identified as phase I-metabolites (monohydroxylated and dihydroxylated). Four of the metabolites were identified as phase II-metabolites, where glucuronidation had occurred. The most suitable species for doping control were determined based on a semi- quantification and were M1a, M2 and M3a.

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Cette thèse recouvre une période de 15 ans de lutte contre la diffusion hospitalière des bactéries multi-résistantes aux antibiotiques (BMR) au sein d’un CHU parisien pilote. Elle intègre plusieurs études axées sur les outils informatiques de surveillance, la maîtrise de la transmission croisée, et le bon usage des antibiotiques. La configuration d'une base de données dédiée, concentrant l'ensemble des données de la résistance, doit intégrer des critères de requêtes épidémiologique précis, normalisés, et reproductibles. Des variations significatives du taux de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) ont été observées en fonction de la méthode d'élimination des doublons utilisée (de 27,6% à 33,8%), et l’extrapolation des résultats annuels à partir de données colligées sur des unités de temps plus courtes, mésestime la valeur annuelle de l’incidence du SARM (de -42% à +30%). Ces variations peuvent influer sur l'interprétation des indicateurs relatifs au SARM. L'alerte électronique BMR, en avertissant les soignants de la réadmission d'un patient porteur au sein de leur unité, a permis d'optimiser la compliance aux mesures de précautions contact complémentaires (15% avant vs 90,2% après), et de participer à la diminution de l’incidence du SARM (1,07 en 2002 vs 0,37 en 2012). Elle a également mis en évidence la forte pression de colonisation due aux patients SARM réadmis, 46% des patients porteurs étant réadmis au moins une fois dont les 2/3, moins de trois mois après leur sortie. En réanimation, 1/5 des patients sont porteurs d’Entérobactéries productrices de béta-lactamase à spectre étendu (EBLSE) et/ou hyperproductrices de céphalosporinase (HP-CASE), les taux de portage à l’admission étant respectivement de 79,2% et 48,1% rapportés à l’ensemble des patients porteurs. Aucune stratégie de dépistage n’assure une identification de 100% des patients porteurs, la discontinuité de portage au cours du séjour concernant la majorité des patients. Le remplacement de la ceftriaxone par le cefotaxime a permis de ralentir la progression de l'incidence des HP-CASE. Enfin, l’optimisation du dépistage des EBLSE par l'évaluation puis l'utilisation de robots et de milieux de culture dédiés, a permis de gérer l’inflation des échantillons de dépistage / This work describes 15 years of fight against the spread of multi-drug resistant bacteria (MRB) in a tertiary care hospital, and includes several published studies focused on monitoring systems, cross-transmission control, and antibiotics policy. Data processing plays a crucial role in monitoring MRB. The configuration of a dedicated database, concentrating all resistance data, has to include accurate, standardized, and reproducible epidemiological settings. Significant changes in the methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA) rate were observed, according to the method used to remove duplicates (27.6% to 33.8%), and the extrapolation of annual results from data collected from shorter period length, underestimates the annual value of MRSA incidence (from -42% to + 30%). These variations may affect the interpretation of MRSA official indicators. The MRB electronic alert, used to warn the staff of the readmission of a previously known colonized patient, conducted to increase the compliance for implementation of infection control measures (15% before vs 90.2% after), and participated in reducing the MRSA incidence (1.07 in 2002 vs. 0.37 in 2012). It also highlighted the strong colonization pressure due to readmitted MRSA colonized patients, since 46% of them were readmitted at least once, readmissions occurring less than three months after discharge in 2/3 cases. In intensive care units, 1/5 patient are colonized by Enterobacteriaceae producing broad spectrum beta-lactamase (ESBL) and/or high level cephalosporinase (HL-CASE), rates at admission being respectively 79.2% and 48.1% when considering all colonized patients. No screening strategy is able to detect 100% of colonization situations, the discontinuity of colonization during the hospital stay concerning a majority of patients. A significant inflexion in the slope in the HL-CASE incidence curve occurred after the substitution of ceftriaxone by cefotaxime. Finally, the optimization of ESBL screening by the assessment and then the use of a robot and dedicated culture media, allowed managing the increased number of screening specimens

L'objectif était d'étudier l'histoire naturelle de la colonisation nasale par S. aureus, en particulier l'impact des antibiotiques sur l'acquisition et la persistance de S. aureus résistant (SARM) ou sensible à la méticilline (SASM). Ce travail s'est appuyé sur les données issues d'une cohorte prospective multicentrique incluant des patients hospitalisés dans des centres de médecine physique et réadaptation et non colonisés par S. aureus à l'admission. 1) Les facteurs de risque d'acquisition de SARM et de SASM ont été examinés à l'aide d'une analyse cas-cas-témoins nichée. L'utilisation de fluoroquinolones, le sexe masculin et une plus grande intensité des soins à l'admission étaient significativement associés à l'acquisition de SARM. L'aide à la toilette et l'utilisation d'un dispositif urinaire étaient significativement associées à l'acquisition de SASM. 2) Les facteurs influençant la perte de colonisation ont été examinés à l'aide de modèles de Cox à fragilité partagée. L'utilisation de fluoroquinolones et la présence d'une plaie positive pour une souche différente de celle du nez étaient significativement associées à la décolonisation de SASM. Le phénotype de résistance à la méticilline n'était pas associé à la durée de colonisation par S. aureus, les durées médianes estimées de colonisation par SARM et par SASM étant respectivement de 3 et 2 semaines. Ce travail offre un nouvel éclairage sur l'histoire naturelle de la colonisation nasale par S. aureus en discriminant les facteurs relatifs à la forme résistante et à la forme sensible de la bactérie. Ces résultats montrent un impact différentiel des fluoroquinolones sur l'acquisition et la persistance de SARM ou de SASM. / The objective was to study the natural history of nasal S. aureus colonization, particularly the impact of antibiotics on methicillin-resistant (MRSA) or methicillin-sensitive (MSSA) S. aureus acquisition and persistence. This work was based on data provided by a prospective multicenter cohort including patients hospitalized in long-term-care facilities and not colonized with S. aureus at admission. 1) Risk factors for MRSA or MSSA acquisition were investigated using a nested case-case-control analysis. Fluoroquinolone use, male sex and more intensive care at admission were significantly associated with MRSA acquisition. Body-washing assistance and use of a urination device were significantly associated with MSSA acquisition. 2) Factors influencing the time to loss of colonization were investigated using shared-frailty Cox models. Fluoroquinolone use and the presence of a wound positive for a non-nasal strain were significantly associated with MSSA decolonization. The methicillin resistance phenotype was not associated with S. aureus colonization duration, and estimated median time to MRSA or MSSA decolonization was 3 or 2 weeks respectively. This work provides new insights into the natural history of nasal S. aureus colonization discriminating factors for the methicillin-resistant or -sensitive phenotypes of the bacteria. These results strongly suggest a distinct impact of fluoroquinolones on MRSA or MSSA acquisition and persistence.

Le taux de mortalité associé aux infections par le S. aureus résistant à la méticilline (SARM) est le plus élevé parmi les infections staphylococciques. Le SARM est aussi la plus fréquente des bactéries multirésistantes, plaçant souvent le médecin en situation d'impasse thérapeutique. Une meilleure compréhension des phénomènes de résistance aux antibiotiques permettrait de mieux détecter ces bactéries et concevoir de nouveaux antibiotiques. Dans ce contexte, ces travaux de thèse visaient à étudier le phénotype de résistance à la méticilline de S. aureus par une approche métabolomique.La première partie de ce travail a été dédiée au développement des outils nécessaires aux analyses métabolomiques globales de S. aureus. Ces développements ont impliqué la mise place d'un protocole de préparation d'échantillon spécifique et multi-étapes, de méthodes de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (LC/HRMS) et l'implémentation d'une base de données spectrales dédiée.Dans ces conditions, nous avons pu extraire et identifier jusqu'à 210 métabolites intracellulaires, ce qui représente la plus large couverture métabolique de S. aureus obtenue à ce jour. Dans un second temps, nous avons appliqué l'approche développée à l'étude de souches SARM et de souches sensibles à la méticilline (SASM). Après optimisation rigoureuse des conditions de culture, l'étude approfondie de 24 souches cliniques nous a permis de dégager une signature métabolique du phénotype de la résistance à la méticilline, signant notamment l'implication des voies de biosynthèse de la paroi et de la capsule bactérienne.Le séquençage complet du génome de ces 24 souches combiné à l'étude complémentaire de 16 souches de SARM de fonds génétiques différents nous a ensuite permis de souligner la pertinence de cette signature métabolique vis-à-vis du phénotype étudié. Enfin, l'étude de souches isogéniques en présence d'antibiotique a également confirmé l'implication de la synthèse de la paroi dans la distinction SARM/SASM. / The mortality rate associated with Methicillin resistant S. aureus (MRSA) is the highest among the staphylococcal infections. A better understanding of antibiotic resistance phenomena would lead to better detect these bacteria and design new antibiotics. In this context, this PhD work aimed to study the MRSA phenotype by using a metabolomics approach. The first part of this work has been dedicated to developing a global metabolomic analysis of S. aureus: i.e., the setting up of a reliable sample preparation protocol, the development of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry methods, and the implementation of a dedicated spectral database. Under these conditions, 210 metabolites have been extracted and identified in bacterial cell extracts, which is the widest metabolic coverage of S. aureus obtained to date.Secondly, we have performed a metabolomic study of MRSA and methicillin susceptible S. Aureus (MSSA) strains. The analysis of 24 clinical strains has allowed us to highlight a metabolic signature of MRSA phenotype of which metabolites involved in bacterial wall and capsule biosynthesis pathways were part. The complete genome sequencing of these 24 strains combined with the complementary study of 16 MRSA strains of different genetic backgrounds have reinforced the relevance of this metabolic signature. Finally, the study of isogenic strains in the presence of an antibiotic has confirmed the involvement of metabolites of the wall and capsule biosynthesis pathways in the distinction of MRSA/MSSA phenotypes.

Le Staphylocoque aureus (S. aureus) est une bactérie pouvant causer des infections d’origine communautaire ou hospitalière. En plus des personnes pouvant être infectées par S. aureus, de nombreux individus environ 20-25% parmi les adultes en bonne santé, portent ce pathogène sur leurs corps (ils sont dits "colonisés"). Bien qu’asymptomatique et souvent bénigne, la colonisation à S. aureus peut rarement impliquer un risque d’infection secondaire grave mais représente un risque d’être transmise à une tierce personne. A l’hôpital, le risque d’infection et de transmission apparaît comme étant particulièrement haut pour la souche de S. aureus résistante à la méticilline (SARM). La prévention et la lutte contre le SARM est un problème de santé publique important. Les Nation Unis se sont récemment engagés dans cette lutte en créant le"Global Action Plan on Antimicrobial Resistance". Ce travail de thèse traite de trois différentes études dans la cadre de la prévention et du contrôle de ce pathogène. / Staphylococcus aureus is a bacterium that can cause blood infections that can have a community or hospital origin. Among people infected with S.aureus, about 20-25% is healthy adults that carry the pathogen on their bodies, without suffering any symptom (they are said "colonized"). Although asymptomatic and often benign, colonization with S. aureus involves a risk of secondary infection and represents a serious risk of transmission to a third party. In hospitals, the risk of infection and transmission appears to be unusually high for methicillinresistant S. aureus (MRSA) and complications can be very severe. Prevention and the fight against MRSA is a major public health concern. The United Nations recently engaged in this struggle by creating the "Global Action Plan on Antimicrobial Resistance". This work is about three different studies in the prevention and control of this pathogen.

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