Introduits au début des années 1990, les systèmes immunitaires artificiels visent à adapter les propriétés du système immunitaire biologique, telles que sa scalabilité et son adaptivité, à des problèmes informatiques : sécurité, mais également optimisation et classification. Cette thèse explore une nouvelle direction en se concentrant non sur les processus biologiques et les cellules elles-mêmes, mais sur les interactions entre les sous-systèmes. Ces modes d’interaction engendrent les propriétés reconnues du système immunitaire : détection d’anomalies, reconnaissance des pathogènes connus, réaction rapide après une exposition secondaire et tolérance à des organismes symbiotiques étrangers. Un ensemble de systèmes en interaction formant un écosystème, cette nouvelle approche porte le nom d’Écosystème Immunitaire Artificiel. Ce modèle est mis à l’épreuve dans un contexte particulièrement sensible à la scalabilité et à la performance : la supervision de réseaux, qui nécessite l’analyse de séries temporelles en temps réel avec un expert dans la boucle, c’est-à-dire en utilisant un apprentissage actif plutôt que supervisé. / Since the early 1990s, immune-inspired algorithms have tried to adapt the properties of the biological immune system to various computer science problems, not only in computer security but also in optimization and classification. This work explores a different direction for artificial immune systems, focussing on the interaction between subsystems rather than the biological processes involved in each one. These patterns of interaction in turn create the properties expected from immune systems, namely their ability to detect anomalies, memorize their signature to react quickly upon secondary exposure, and remain tolerant to symbiotic foreign organisms such as the intestinal fauna. We refer to a set of interacting systems as an ecosystem, thus this new approach has called the Artificial Immune Ecosystem. We demonstrate this model in the context of a real-world problem where scalability and performance are essential: network monitoring. This entails time series analysis in real time with an expert in the loop, i.e. active learning instead of supervised learning.

L'hormone de croissance (GH) est une hormone paradoxale. Historiquement reconnue comme responsable de la croissance post-natale, elle est actuellement considérée comme une véritable cytokine, synthétisée en de nombreux sites extra-hypophysaires et impliquée, lorsque dérégulée, dans les processus de tumorigénèse. Le travail présenté dans cette thèse a permis de caractériser et localiser par RT-PCR in situ, les cellules capables de synthétiser la GH dans le système immunitaire du fœtus et du rat adulte, puis dans les différents systèmes de prolifération cellulaire du carcinome canalaire mammaire humain montrant ainsi que la GH, par son action autocrine / paracrine est non seulement impliquée dans le développement embryonnaire mais participe à la progression tumorale. Nos travaux in vitro montrent que l'internalisation et la translocation nucléaire de la GH complexée à son récepteur sont indépendantes de l'activation de JAK2 « Janus Kinase 2 », cependant indispensable à son exportation hors du noyau. L'étude du système de régulation négative du signal induit par la GH nous a permis de mettre en évidence une surexpression de la protéine CIS « Cytokine-Inducible SH2-containing protein », dans les zones de prolifération tumorale des différents carcinomes étudiés et dans 8 lignées tumorales mammaires. La surexpression de CIS, in vitro, inhibe la voie de signalisation JAK/STAT « Signal Transducer and Activator of Transcription » et active la voie des MAPK « Mitogen Activated Protein Kinases ». Nous avons pour finir, corrélé l'activation prédominante de CIS à la synthèse de GH « autocrine » dans les cellules tumorales mammaires MCF-hGH. La localisation tant nucléaire que cytoplasmique de la GH et de toutes les molécules informatives laisse entrevoir des mécanismes de régulation encore inconnus. Les travaux futurs tenteront de répondre à la question maintenant cruciale : la GH, hormone de jouvence ou véritable oncogène ?

Cette étude nous a permis tout d'abord de décrire et de comparer la gamétogenèse chez R. decussatus, en milieu naturel (sud tunisien) et en milieu contrôlé, de définir les critères d'évaluation de leur maturité et de mettre en évidence le rôle positif du conditionnement dans la réussite de la reproduction artificielle. Afin de répondre à ces objectifs, des approches qualitatives (analyse histologique) et semi-quantitatives (suivi d'un indice de condition et analyse d'images) sont utilisées. Les résultats obtenus montrent que le cycle sexuel est continu. En janvier et février, les individus débutent leur gamétogenèse. De mars à novembre – décembre, l'activité gonadique est importante. La période d'émissions gamétiques s'étale de juin à décembre avec un intervalle de temps irrégulier entre les émissions. En conditionnement d'hiver, les palourdes produisent des ovocytes matures à partir de mars et les émissions gamétiques commencent en avril. Le cycle est alors accéléré grâce à l'élévation de température et l'abondance de nourriture, les reproducteurs produisent alors des gamètes matures plutôt dans l'année, en avance de trois mois par rapport au milieu naturel. Quant au conditionnement d'été, l'évolution du cycle sexuel est la même qu'en milieu naturel et les périodes de maturation et d'émissions gamétiques coïncident parfaitement. Ainsi, cette étude nous a permis de fournir des résultats essentiels pour la maîtrise du conditionnement de la palourde R. decussatus, permettant aux écloseurs d'évaluer l'état de maturité des géniteurs, de concentrer leurs efforts sur le conditionnement uniquement à certaines périodes de l'année allant de février à mai, ce qui leur permet de gagner autant en temps qu'en coût de production. Par ailleurs, afin de maîtriser d'avantage l'élevage de la palourde et perfectionner les techniques de production en écloserie, nous avons tenté de trouver une technique alternative aux chocs thermiques qui nous permet d'obtenir plus facilement et plus rapidement des gamètes matures pour la conduite d'un élevage larvaire. La méthode proposée est celle de la dissection de la gonade (stripping). Cette étude étant la première à s'intéresser à la maturation ovocytaire pouvant être induite par la sérotonine chez cette espèce de bivalve en milieu contrôlé. Nous avons ainsi montré que l'ajout de 20 µM de sérotonine au milieu extérieur permet la reprise de la méiose des ovocytes strippés en environ 90 minutes à 20°C. Le maximum de réussite étant de 67%. Par ailleurs, nous avons aussi pu évaluer la compétence des ovocytes débloqués à la fécondation. En effet, plus les géniteurs entrent en maturation plus le pourcentage des ovocytes fécondables augmente. A partir d'un seuil estimé à 53%, les géniteurs placés en milieu contrôlé, répondent positivement aux chocs thermiques subis. Ceci nous permet d'estimer ce pourcentage comme un critère d'évaluation de la compétence des ovocytes à la fécondation et ainsi de choisir le moment propice pour la réalisation d'un élevage larvaire. En 3ème et dernière partie, nous avons recherché si des variations des paramètres immunitaires (cellulaires et biochimiques de l'hémolymphe) pouvaient être associées à des changements physiologiques liés à la reproduction, ceci dans le but d'approfondir notre étude, de mieux comprendre le comportement hémocytaire pendant le cycle de reproduction et de chercher de nouveaux critères de maturation en moyennant de nouvelles approches autres que celles couramment utilisées (histologie et analyse d'image) dans la littérature. Ainsi les mécanismes physiologiques liés à la reproduction entraînent des changements profonds dans les paramètres de défense de R. decussatus en milieu naturel ou en milieu contrôlé. En période de reproduction, on assiste à une migration des hémocytes des tissus vers le compartiment circulatoire pour le transport de métabolites pour l'approvisionnement des gonades d'où l'augmentation de la concentration hémocytaire observée pendant cette période. En période d'émissions gamétiques, on assiste à une diminution de la concentration hémocytaire, liée à la mobilisation des hémocytes vers la gonade. Dans le cas de la résorption complète de la gonade, une forte augmentation de la concentration hémocytaire est signalée, ceci nous permet d'attribuer aux hémocytes un rôle potentiel de nettoyage après atrésie. Outre les paramètres cellulaires, les paramètres biochimiques de l'hémolymphe peuvent aussi témoigner des changements cycliques liés à la reproduction, en particulier en période de maturation gamétique où une forte synthèse d'enzymes lysosomales dans le sérum est observée, liée à leur rôle dans le transport de réserve. Ainsi afin de préciser le rôle des hémocytes et approfondir les liens entre la reproduction et l'immunité chez les bivalves, des dosages plus précis des activités fonctionnelles des hémocytes sont préconisés ; d'une part des tests fonctionnels tels que l'évaluation de la phagocytose pourraient être inclus dans le protocole, en association avec les activités microbicides afin de mieux préciser le rôle des hémocytes dans la défense, d'autre part des activités biochimiques tel que des mesures de métabolites comme les lipides dans l'hémolymphe afin d'évaluer l'activité hémocytaire dans la reproduction.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les méthodes de criblage virtuel sont largement utilisées dans le processus de conception de médicaments afin de réduire le nombre de composés à tester expérimentalement. Cependant, les résultats obtenus par criblage virtuel ne sont que des prédictions et leur fiabilité n'est pas garantie. L'évaluation de ces méthodes est donc essentielle pour guider le bioinformaticien dans le choix de l'outil et du protocol adaptés dans les conditions de son expérience. Dans une première étude, nous avons développé une nouvelle métrique pour l'analyse des résultats de criblage : la Courbe de Prédictivité. Cette métrique permet une analyse fine de la pertinence des scores d'affinité pour la détection de composés actifs et complète les métriques existantes, permettant une meilleure compréhension des résultats de criblage. Lors de notre projet suivant, nous avons souhaité faciliter ce processus d'analyse en intégrant l'ensemble des métriques de criblage virtuel dans un outil web interactif : Screening Explorer. Une seconde partie de ma thèse a consisté en la recherche de nouveaux inhibiteurs du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). L'équipe génomique de notre laboratoire a identifié plusieurs gènes dont l'expression influence le développement du SIDA, révèlant ainsi de potentielles cibles thérapeutiques. Une étude bibliographique a permis d'identifier plusieurs composés inhibiteurs de ces cibles. La société Peptinov, associée à notre laboratoire, va prochainement estimer le potentiel thérapeutique de ces composés dans des essais in vitro (i) d'infection par le VIH, (ii) de prolifération virale et (iii) de réactivation virale. / Virtual screening methods are widely used in drug discovery processes in order to reduce the number of compounds to test experimentally. However, virtual screening results are only predictions and their reliability is not guaranteed. Evaluating these methods is crucial to guide the bioinformatician in the choice of the right tool and protocol according to the conditions of his experiment. In a first study, we developed a new metric to analyze the results of virtual screening: the Predictiveness Curve. This metric allows to finely analyze the relevance of binding scores for the detection of active compounds and complete existing metrics, allowing a better comprehension of screening results. In a following project, we facilitated the analysis process by integrating all of the virtuel screening metrics in an interactive tool: Screening Explorer. The second part of my thesis consisted in the research of novel HIV inhibitors. The genomic team of our laboratory identified several genes whose expression influence the development of AIDS, therefore revealing potential therapeutic targets. A bibliographic study allowed to identify compounds that can inhibit those targets. The company Peptinov, associated to our laboratory, is currently estimating the therapeutic potential of the compounds in vitro in assays of (i) HIV infection, (ii) viral proliferation and (iii) viral reactivation.

L’interleukine-4, cytokine clef du système immunitaire, est l’une des composantesprincipales de la réponse humorale. Un variant d’épissage de l’IL-4 humaine, nommé IL-4δ2est caractérisé par une délétion de l’exon 2. L’expression d’isoformes de cytokines peut êtrespécifique d’un tissu, d’un stimulus ou d’un état pathologique. Un intérêt particulier leur estaccordé car leur présence ou leur niveau d’expression peut en faire des biomarqueurspotentiels de certains stades pathologiques. Ainsi, ce projet a été consacré à l’étude del’expression et de la fonctionnalité de l’IL-4δ2 dans le but de mieux caractériser son rôle ausein de la réponse immunitaire.Une étude cinétique des niveaux d’expression de l’interleukine-4 et de son variant,réalisée chez des donneurs sains, montre une expression de ces deux variants dépendante dudonneur. L’étude a été poursuivie pour déterminer le type cellulaire capable de produire l’IL-4δ2. Ainsi, l’IL-4δ2 ne semble pas être exprimée par les cellules CD4+ et CD8+ à l’inversedes granulocytes.La fonction agoniste ou antagoniste à l’IL-4, de l’isoforme δ2, sujette à controverse, ajustifié une exploration de sa fonctionnalité. Nous avons ainsi évalué la capacité de l’IL-4δ2 àactiver les voies de signalisation de l’IL-4. Une absence d’activation de mécanismescellulaires similaires à l’IL-4 nous suggère un potentiel rôle inhibiteur de ce variant.Au cours du travail sur l’IL-4δ2, un nouveau variant d’épissage de l’IL-4 a étédécouvert chez l’homme. Par épissage alternatif, un nouvel exon est retenu dans l’ARNm dece variant. L’étude de celui-ci nous a permis de proposer, pour cet ARNm, une dégradationpar le mécanisme de Nonsens-Mediated Decay (NMD). Cette découverte apporte un niveausupplémentaire dans la compréhension du système de régulation de l’IL-4.Ce sujet d’étude apporte de nouveaux éléments quant à l’expression et la fonction del’IL-4δ2. De plus, l’identification d’un nouveau variant d’épissage enrichit la connaissancesur la régulation de l’expression du gène de l’Il4. D’une façon générale, la prise en comptedes variants d’épissage des cytokines devrait permettre de mieux caractériser la réponseimmunitaire, essentielle dans un contexte de vaccinologie. / Interleukin-4 (IL-4) is a key cytokine driving the humoral component of the immunesystem. An alternative splice variant of human IL-4, deleted of the second exon and so calledIL-4δ2 has been described. The expression of alternative splice variants is known to be tissuespecific,dependent of a particular stimulus or a pathological state. Their potential asbiomarkers is of increasing interest. Thus, this project was dedicated to the functionality ofIL-4δ2, improving characterization of the immune response.A kinetic study on the expression levels of IL-4 and its spliced variant, conducted onhealthy donors has shown to be donor-specific. The determination of the cell type able toproduce IL-4δ2 indicated that, CD4+ and CD8+ cells were not expressing the isoform, incontrast to granulocytes.The controversial agonist or antagonist function of IL-4δ2 was discussed throughfunctionality. The ability of IL-4δ2 to induce the signaling pathways of IL-4 was evaluated.An absence of similar profile of activation to IL-4 suggests a potential inhibitory role of IL-4δ2.During the study on IL-4δ2, a new alternatively spliced variant of IL-4 was discoveredin humans. Upon splicing, a new exon is retained in this variant. Its functional outcome as asubstrate for Nonsens-Mediated Decay (NMD) allowed bringing a new insight in thecomprehension of IL-4 regulatory system.Our work brought novel elements in the expression and functionality of IL-4δ2.Moreover, the discovery of a new alternatively spliced variant enriched the knowledge on theregulation pathways of Il4 gene expression. A focus on alternatively spliced variants ofcytokines is likely to clarify the complex regulation of the immune system.

L’extraction de l’uranium a eu pour conséquence une remobilisation de cet actinide au niveau des écosystèmes avoisinants les mines. L’utilisation de sels métalliques lors de la réhabilitation des sites miniers et la présence naturelle de métaux ont accentué les niveaux de la contamination métallique dans les hydrosystèmes soumis aux rejets miniers uranifères.Des expériences in situ ont été conduites au niveau de deux anciens sites miniers uranifères français. L’encagement de l’épinoche à trois épines a été employé pour connaître les effets sublétaux de ce mélange métallique, ainsi que sur la susceptibilité de ce poisson envers un stress biologique.Cette pollution, caractérisée par de plus importantes concentrations métalliques (notamment en uranium), a entraîné un stress oxydant chez l’épinoche visible sur plusieurs biomarqueurs, ainsi que d’autres effets dépendants du site d’exposition.La contamination polymétallique a occasionné une augmentation de la susceptibilité des épinoches au stress biologique, en empêchant leurs réponses phagocytaire antioxydante à ce stress. Ces travaux ont permis de renforcer l’intérêt de la technique d’encagement lors d’une étude environnementale, et celui des immunomarqueurs au sein d’une approche multi-biomarqueurs. / Uranium extraction has resulted in a remobilisation of this actinide into mine surrounding ecosystems. Uses of metal salts during mining site rehabilitation, and the natural presence of metals have increased the metal contamination in hydrosystems submitted to mine tailings.In situ experiments were conducted in two former French uranium mining sites. Three-spined stickleback caging was used to determine the sublethal effects of this metal mixture on this freshwater fish, as well as its effects on fish susceptibility to a sudden biological stress.This pollution, characterised by higher metal concentrations (especially for uranium), has led to an oxidative stress in sticklebacks visible through several biomarkers, and other effects dependent on the study site. The polymetallic contamination has modified the stickleback responses to the biological stress, by preventing their phagocytic and antioxidant responses. This work has reinforced the interest of the caging technique during environmental studies and that of immunomarkers in a multi-biomarker approach.

Dans un contexte d'usage raisonné des antibiotiques lié au développement des résistances bactériennes, il est pertinent de chercher à optimiser les profils d'exposition plasmatique qui conduiraient à la meilleure efficacité de l'antibiotique sur les bactéries pathogènes. La charge bactérienne n'est pas stationnaire tout au long du développement d'une infection, mais elle augmente spontanément ou diminue avec un traitement antibactérien efficace. L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'influence de la variation de la charge bactérienne sur l'efficacité des antibiotiques et du système immunitaire.Au cours d'un premier travail, nous avons montré que dans les conditions de réalisation de tests de sensibilité in vitro (détermination de CMI), une dégradation de certains antibiotiques se produisait, d'amplitude variable selon les molécules testées. Cette dégradation peut être responsable d'une augmentation des valeurs de CMI et de CMB. Les variations observées étaient cependant inférieures à une dilution au demi dans une gamme de concentrations. Cette dégradation ne devrait pas avoir d'impact significatif sur les résultats des tests de sensibilité aux antibiotiques concernés, excepté dans des cas particuliers comme des pathogènes à croissance très lente. Dans un deuxième travail, nous avons étudié in vitro chez E. coli et S. aureus l'effet de la taille de l'inoculum bactérien sur l'activité bactéricide de 2 céphalosporines, la céphalexine et le cefprozil. Nous avons observé une diminution de l'activité bactéricide des 2 céphalosporines avec l'augmentation de la taille de l'inoculum chez E. coli et S. aureus. Nous avons également montré une efficacité et une puissance moins importante des 2 céphalosporines sur S. aureus par rapport à E coli.Dans un troisième temps, nous avons développé un système incluant les trois composantes suivantes : une bactérie - S. aureus -, des cellules du système immunitaire - des macrophages murins issus de la moelle osseuse - et un antibiotique -la céphalexine-. Dans ce système, nous avons fait varier la taille de l'inoculum bactérien de départ ainsi les concentrations en antibiotique. Une augmentation de la phagocytose bactérienne et de la mortalité des macrophages ont été observées avec l'augmentation de la charge bactérienne. L'activité bactéricide des macrophages était saturable et en présence d'une charge bactérienne trop importante, une partie des macrophages sont devenus un réservoir de S. aureus phagocytés. En présence de la céphalexine, qui a une distribution exclusivement extracellulaire, les quantités de bactéries extracellulaires, " candidates " à la phagocytose, ont diminué. Ainsi, en présence de céphalexine et pour les charges bactériennes initiales les plus faibles, les capacités de survie et de bactéricidie des macrophages ont été préservées. Cette action n'a cependant plus été visible en présence de gros inocula bactériens pour lesquels l'action limitée de la céphalexine n'a pas permis de prévenir la saturation des macrophages et ses conséquences. Le modèle à trois composantes que nous avons développé constitue une première étape dans le développement de modèles in vitro qui associent des éléments de l'immunité innée aux modèles pharmacologiques classiques bactéries/antibiotiques, avec l'objectif d'optimiser l'évaluation préclinique de molécules antibactériennes. / As one of the current pre-eminent public health concerns is to reasonably use antibiotics in order to limit antibacterial resistance development, it appears relevant to determine the plasmatic exposition profile that would lead to the best efficiency of the antibiotic on pathogenic bacteria. The bacterial load is not stationary during an infection but it increases or decreases with an effective antibiotic treatment. The aim of this thesis was to evaluate the influence of variation of the bacterial load on antibiotic and immune system activity.First, we showed that during antibacterial sensibility tests, such as standard MIC determination, some antibiotics underwent abiotic degradation during incubation, with a magnitude depending on the drug tested. This degradation can increase MIC and MBC values. However, the observed discrepancy (less than one twofold dilution) suggests that this would only be clinically significant in special cases such as slow-growing bacteria.Then, we studied, with E. coli and S. aureus, the in vitro effect of the bacterial inoculum size on bactericidal activity of 2 cephalosporins, cephalexin and cefprozil. We observed a decrease of bactericidal activity of both cephalosporins with an increase of the initial inocula of E. coli and S. aureus. A decreased efficacy and potency of the 2 cephalosporins against S. aureus compared to E. coli was also found. Finally, we developed an in vitro 3-components model including a bacterium -S. aureus-, cells of the immune system -murine bone-marrow-derived macrophages- and an antibiotic -cephalexin-. Within this system, we tested several initial bacterial inoculum sizes and different antibiotic concentrations. Increased bacterial phagocytosis and macrophage mortality were observed with increasing bacterial inocula. Bactericidal activity of macrophages was saturable and faced to a large bacterial inoculum, some macrophages became a reservoir for living S. aureus. With cephalexin, which is an extracellular antibiotic, extracellular bacteria diminished over time implying a diminution of the bacteria to be phagocytosed by macrophages. Thus, macrophages bactericidal and survival abilities were preserved with cephalexin and small bacterial inocula. This effect of the antibiotic was no longer visible with highest bacterial inocula for which limited action of cephalexin did not allow to prevent macrophages bursting. The tripartite model we developed is a first step toward innovative in vitro models combining elements of innate immunity with classical bacteria/antibiotics pharmacological models, with the objective of optimising preclinical evaluation of antibacterial drugs.

Chez les espèces aviaires, le stockage des spermatozoïdes s’étend sur plusieurs semaines principalement au niveau du réservoir de la jonction utéro-vaginale, contenant les tubules de stockage des spermatozoïdes (SST). Les mécanismes impliqués dans ce processus restent indéterminés. L’effet de l’insémination artificielle (IA) a été évalué sur le protéome du fluide utérin (FU), des protéines cibles et des glycanes dans les SST, provenant de poules possédant une longue (F+) ou courte (F-) durée de stockage. La longue durée de stockage est associée à une abondance relative dans le FU après IA des protéines exosomales (ANXA4, ANXA5), des protéoglycanes (TSKU), des protéines liant les protéoglycanes (HAPLN3, FN1, VTN), des transporteurs de lipides (VTG1, VTG2, APOA1, APOA4, APOH), et des protéines matricielles de la coquille (OCX32). Au contraire, la faible capacité de stockage est associée à la régulation après IA des protéines immunitaires (PIGR, immunoglobulines) ou pro-inflammatoire (LTA4H), des protéases (XPNPEP1), des chaperones (HSPA8), des mucines (MUC5AC, MUC5B), et de l’ovalbumine (OVALY). Au niveau des SST, les protéines matricielles de la coquille (OC-116, OCX36, OC-17) ont été identifiées dans l’épithélium et la lumière. La longue durée de stockage est associée à la sécrétion luminale de résidus Glc/GlcNAc, à la mobilisation apicale de protéines exosomales (ANXA4), et la non-activation des voies métaboliques impliquant les protéines PIGR, HSPA8, et ANXA5 dans les SST. En conclusion, la composition protéique du FU et des SST requièrent des régulations spécifiques après IA certainement pour garantir le stockage des spermatozoïdes. / In avian species, the sperm storage mainly takes place in uterovaginal sperm storage tubules (SST) during several weeks. Mechanisms implied in this process are not fully understood. The effect of artificial insemination (AI) has been evaluated on the uterine fluid (UF) proteomic composition, and on SST candidate proteins, from hens exhibiting long (F+) or short (F-) sperm storage duration. Long sperm storage duration was associated with the relative abundance in UF after AI of proteoglycans (TSKU), proteoglycan binding proteins (HAPLN3, FN1, VTN), lipid transporters (VTG1, VTG2, APOA1, APOA4, APOH), and eggshell matrix proteins (OCX32). In contrast, poor sperm storage ability was associated with the regulation of immune factors (PIGR, immunoglobulins), pro-inflammatory factors (LTA4H), proteases (XPNPEP1), chaperone (HSPA8), mucins (MUC5AC, MUC5B), and ovalbumin related protein Y (OVALY). At the level of SST, eggshell matrix proteins (OC-116, OCX36, OC-17) were identified in SST cells and lumen. Long sperm storage duration was associated in SST with the luminal secretion of Glc/GlcNAc residues, ANXA4 apical mobilization, and non-activation of metabolic pathway implying PIGR, HSPA8, and ANXA5. In conclusion, the proteomic composition of UF and SST require specific regulation after insemination, most probably to guarantee the success of sperm storage process.

A la suite des catastrophes nucléaires d’importantes quantités de radionucléides ont été rejetés dans l’environnement. Le Strontium 90 (90Sr) fait partie de ces rejets. Du fait de sa demi-vie de 29 ans, c’est un polluant persistant qui conduit à la contamination des populations vivant autour des territoires contaminés via l’ingestion chronique de faibles quantités de ce radionucléide. Les études épidémiologiques ont mis en évidence des effets au niveau du système immunitaire, du système hématopoïétique et de la physiologie osseuse chez l’homme. Le 90Sr qui s’incorpore principalement dans l’os pourrait contribuer à l’apparition de ces effets. Le but de ce travail a été de comprendre quels sont les mécanismes d’action du 90Sr qui permettent d’expliquer de tels effets. Un premier modèle in vitro utilisant une lignée de cellules stromales murines (MS5) contaminées par le milieu de culture à 1 ou 10 kBq.ml-1 a été utilisé. Il a permis de montrer que le 90Sr était capable d’induire des cassures double-brin de l’ADN dès 30 minutes d’exposition avec une induction de la senescence et une altération de la fonction de support aux progéniteurs hématopoïétiques. Dans le deuxième modèle in vivo d’effet dose, des souris Balb/c ont été contaminées durant 24 semaines à des concentrations de 90Sr de 4, 20 et 100 kBq.l-1 dans l’eau de boisson. Cette expérience a permis d’observer une augmentation des marqueurs de la résorption osseuse en fonction de la contamination au 90Sr ainsi et une augmentation de l’expression génique des enzymes impliquées dans la défense antioxydante. Une augmentation de p21, marqueur de la senescence et une diminution d’IL-6 ont également été observées. Les implications de ces résultats sur la physiologie osseuse, le système immunitaire et hématopoïétiques sont discutées. Globalement, l’ensemble de ce travail complète les données déjà existantes sur le 90Sr et permet de mieux comprendre les mécanismes d’action du 90Sr sur les cellules stromales médullaires qui sont au centre de la régulation immuno-hématopoïétique. / Abstract : After nuclear disasters, large amounts of radionuclides were released into the environment. Strontium 90 (90Sr) is part of these wastes. Because of its half-life of 29 years, it is a persistent pollutant which leads to the contamination of surrounding populations through the chronic ingestion of low quantities of this radioelement. Epidemiologic studies have demonstrated some effects on immune system, hematopoietic system and bone physiology in humans. 90Sr accumulates mostly in bones and could contribute to the appearance of such effects. The aim of this work is to understand the action mechanisms which could explain the previous observations. In the first in vitro model, a murine stromal cell line (MS5) contaminated through the culture medium with 1 or 10 kBq.ml-1 of 90Sr was used. Thank to this model, an increased number of DNA double-strand breaks in cells after 30 minutes of exposure, a senescence induction and a modification in the support of hematopoietic progenitors were observed. In the second model, Balb/c mice were contaminated during 24 weeks through drinking water containing 90Sr at 4, 20 and 100 kBq.l-1. Both an increase in genic expression of bone resorption markers and in antioxydative enzymes were observed. An increase in p21 expression, marker of senescence, and a decrease in IL-6 were also seen. The implications of these results on bone physiology, immune and hematopoietic systems are discussed. As a whole, all this work completed the preexistent data about 90Sr and contributes to a better understanding of the action mechanisms of 90Sr on marrow stromal cells which have a pivotal function in the regulation of the immune and hematopoietic system.