L’objectif de mes travaux de thèse était d’étudier le métabolisme du tréhalose chez la vigne (Vitis vinifera L. cv. Chardonnay) en réponse à l’exposition à deux stress : le froid" chilling " et l’infection par le champignon pathogène Botrytis cinerea.Pour cela, nous avons tout d’abord optimisé un dosage du tréhalose par fluorimétrie qui nous a permis de caractériser le métabolisme du tréhalose en réponse à ces deux stress.Le métabolisme du tréhalose est activé différemment par le froid dans les organes dela vigne. Les gènes VvTPPA, codant une enzyme de synthèse du tréhalose, et VvTRE, codantla tréhalase, l’enzyme de dégradation, sont respectivement induits et réprimés dans les feuilleset leur expression est corrélée à une augmentation de la concentration en tréhalose. En outre,aucune synthèse de tréhalose n’est mesurée dans les tiges et il n’est pas détectable dans les racines. Enfin, la synthèse de T6P, son précurseur, est précoce dans les feuilles (3 heures aprèsl’exposition au froid). Nos résultats s’accordent avec le modèle actuel faisant du T6P une molécule-signal, corrélée à la concentration en saccharose. Ils excluent, pour le tréhalose, une participation significative à l’osmorégulation en réponse au froid chez la vigne. Par ailleurs,nous avons utilisé des plants de vigne bactérisés par Burkholderia phytofirmans, une bactérie endophyte induisant une tolérance au froid chez cette plante. Nous y avons observé une synthèse de T6P et de tréhalose et nous pensons que cette synthèse pourrait constituer une composante importante de la tolérance induite au froid.Lors de l’infection de feuilles de vitroplants de vigne par B. cinerea, nous avons observé (i) une forte augmentation de la quantité de tréhalose, (ii) l’induction de l’expression du gène VvTRE et (iii) l’augmentation de l’activité tréhalase. En revanche, aucune augmentation de la concentration en T6P n’a été détectée. Nous pensons donc que la synthèsede tréhalose in planta n’est pas favorisée durant l’infection et que le tréhalose détecté est probablement d’origine fongique. Nos résultats sont compatibles avec l’hypothèse selon laquelle l’induction du gène codant la tréhalase et l’augmentation concomitante de son activité interviendraient lors des interactions plantes-agents pathogènes pour éviter toute perturbation du rôle de molécule-signal joué par le T6P.Au final, le métabolisme du tréhalose participe à la réponse aux stress environnementaux chez la vigne et son étude mériterait d’être approfondie, notamment en ce qui concerne les stress biotiques. / The purpose of the present thesis was to investigate grapevine trehalose metabolism upon exposure to 2 stress conditions: chilling and infection by the grey mould fungus Botrytis cinerea.Initially, we had to optimize a fluorimetric based assay to assess trehalose concentration in grapevine. Latter, this method was used to characterize trehalose synthesis in this plant when exposed to chilling or infected by B. cinerea.Upon chilling exposure, trehalose metabolism is differentially activated in grapevine organs. VvTPPA, a gene involved in trehalose synthesis, and VvTRE, encoding the trehalose degrading enzyme (trehalase), were respectively induced and repressed and their expression was correlated with an increase of trehalose concentration in leaves. No trehalose synthesis was observed in stems and the sugar was undetectable in roots. T6P (its precursor)concentration increase was faster in leaves (3 hours after chilling exposure). Our results are in agreement with current status of T6P acting as a signal molecule, correlated with sucrose concentration, and exclude any significant participation of trehalose as a global osmoprotectant under chilling stress in grapevine. Additionally, we have used grapevine plants bacterized by Burkholderia phytofirmans, an endophytic bacterium that confers them chilling tolerance. We have detected T6P and trehalose synthesis in these plants and we believe it might contribute to the induced chilling tolerance.During grapevine leaf infection by B. cinerea, we observed: (i) a strong increase oftrehalose concentration, (ii) the induction of VvTRE and (iii) an increase of trehalase activity.However, no increase in T6P concentration was detected during infection. Our results suggest that trehalose metabolism is not activated upon B. cinerea infection and that trehalose detected is mainly of fungal origin. This is compatible with current hypothesis considering trehalase encoding gene induction and increase in trehalase activity as a plant response to avoid interference with T6P signaling pathway during pathogen infection.Overall, trehalose metabolism is involved in environmental stress responses in grapevine and might be consider for further research especially with focus on biotic stress.

Les bactéries du genre Mycobacterium possèdent une enveloppe très caractéristique composée d'une membrane plasmique, une paroi et une capsule. Le compartiment pariétal est le plus remarquable, notamment grâce à la présence de lipides non liés de façon covalente à la structure : les lipides extractibles. Ubiquitaires ou spécifiques à une espèce, ces derniers sont retrouvés en surface, où ils peuvent jouer un rôle clé dans les interactions hôte-pathogène. La synthèse et le transport de ces lipides nécessite l'intervention d'une enzyme modulaire appelée polykétide synthase (Pks), d'une enzyme activant le substrat de la Pks, d'une autre transférant le produit de la Pks sur une molécule acceptrice et enfin d'un transporteur de la famille RND (résistance, nodulation, division cellulaire). Un locus regroupant les gènes codant pour des protéines de biosynthèse et de transport de lipides extractibles a été retrouvé sur le chromosome de M. smegmatis entre les gènes MSMEG_0406 et MSMEG_0413. Nous avons alors entrepris de caractériser le rôle de chacun de ces gènes. Notre stratégie a consisté à inactiver ces gènes par recombinaison homologue puis à étudier la nature et la localisation des dérivés lipidiques de l'enveloppe des mutants. Suite à la caractérisation structurale des dérivés lipidiques affectés par ces mutations, nous avons montré que ce locus est lié aux polyphléates de tréhalose (PPT), auparavant décrits chez M. phlei. Le composé mature consiste en un tréhalose estérifié par sept acides gras polyinsaturés appelés acides phléiques. L'étude des génomes mycobactériens a montré que ces gènes sont conservés par un large panel de mycobactéries non tuberculeuses, en particulier M. avium et M. abscessus, deux pathogènes opportunistes. L'analyse du contenu lipidique de ces deux espèces a mis en évidence un composé possédant des propriétés similaires aux PPT. Par ailleurs, l'inactivation chez M. abscessus de l'orthologue du gène codant la Pks abolit la production de ces composés, confirmant ainsi le rôle de la Pks. Par analogie avec les voies de biosynthèse des glycolipides produits par M. tuberculosis, agent de la tuberculose, nous avons pu établir un modèle de la voie de biosynthèse des PPT chez les mycobactéries. / The unique mycobacterial envelope can be divided into three entities: a plasma membrane, a cell wall and a capsule. The parietal compartment is remarkable for its lipid content notably the extractible lipids, not covalently bound to the structure. Either ubiquitous or species-specific, these surface lipids can play key roles in host-pathogen interactions. The synthesis and transport of many extractible lipids require at least a modular enzyme called polyketide synthase (Pks), a protein allowing the activation of the Pks substrate, another transferring the Pks product onto an acceptor molecule and a RND transporter (resistance-nodulation-division). A locus containing synthesis and transport coding genes was found on the M. smegmatis chromosome between MSMEG_0406 and MSMEG_0413. We then undertook to characterize the role of each gene composing this locus. Our strategy was to disrupt these genes by homologous recombination and then to analyze the lipid content and localization of the mutant strain envelope. Structural characterization of the impacted lipids showed a link between this locus and trehalose polyphleates (PPT) synthesis. The mature compound is a trehalose acylated by seven polyunsaturated fatty acids called phleic acid and previously described in M. phlei. Analysis of mycobacterial genomes showed that these genes are conserved in several non tuberculous mycobacteria, including the opportunistic pathogens M. avium and M. abscessus. Analysis of the lipid content of both species showed a compound with the same properties than PPT. Moreover, inactivation of the M. abscessus pks orthologue abolished its production, thus confirming the Pks implication in the PPT synthesis. By analogy with M. tuberculosis glycolipid biosynthesis, we could propose a model of the PPT biosynthetic pathway in mycobacteria.

INTRODUCTION : En premier lieu, nous avons récemment identifié un rôle neuroprotecteur des acides gras polyinsaturés oméga-3 (n-3 PUFA) dans un modèle murin de la maladie de Parkinson induit par la toxine 1-methyl-4-phenyl-l, 2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Ces observations, combinées aux données épidémiologiques actuellement disponibles, suggèrent qu'une alimentation pauvre en n-3 PUFA pourrait constituer un facteur de risque pour la maladie de Parkinson. D'autre part, la littérature médicale associe bon nombre de bénéfices sanitaires au sucre trehalose. Ce dernier est notamment majoritairement cité comme bioprotecteur protéique et cellulaire, agissant comme inducteur d'autophagic favorisant l'élimination des débris cellulaires caractéristiques des plus grandes maladies neurodegeneratives, dont Parkinson. OBJECTIFS : Dans l'optique de potentialiser des moyens thérapeutiques d'applications rapides, nous privilégions la voie alimentaire comme outil pour prévenir et/ou renverser la MP, en agissant avant ou après l'initiation du processus pathologique. Ainsi, afin de solidifier les observations précliniques sur les oméga-3 en tant que prérequis pour engager des essais cliniques, nous avons récemment investiguer le rôle neuroprotecteur des n-3 PUFAs dans un modèle transgénique exprimant une enzyme n-3 acide gras desaturase (souris Fat-1), convertissant les n-6 PUFAs (oméga-6) en n-3 PUFAs. Dans une deuxième étude, nous sommes partis des différentes propriétés bénéfiques du trehalose, puis avons voulu dépasser les dogmes décrits dans la littérature, en investiguant un éventuel effet bénéfique du sucre trehalose administré post-injure MPTP. RÉSULTATS : Dans l'étude relative aux oméga-3, nous montrons une augmentation du ratio cortical n3:n6 dans les cerveaux de souris Fat-1 (28%), mais cette augmentation est bien inférieure à celle retrouvée dans les cerveaux de souris ayant été soumises à la diète riche en n3 et pauvre en n6 (92%). La production limitée des n-3 PUFAs dans le modèle de souris Fat-1 ne semble pas suffisante pour conférer une neuroprotection contre la neurotoxicité du MPTP, tel que révélé par la mesure des niveaux de dopamine, les fibres tyrosine-hydroxylase (TH)-positives nigrostriatales, l'expression mRNA de Nurrl (facteur de transcription des neurones dopaminergiques) et DAT (transporteur à dopamine) nigraux. Néanmoins, des concentrations de DHA (acide docosahexaenoïque, oméga-3) corticales plus élevées ont été positivement corrélées avec des marqueurs de neurones dopaminergiques nigraux tels que les cellules TH-positives, les niveaux mRNA de Nurrl et DAT, appuyant le rôle protecteur du DHA. Les travaux sur le trehalose, dans nos conditions expérimentales, n'ont pas permis de mettre en évidence une éventuelle régénérescence, ou de quelconques effets bénéfiques dans ce sens, induits par un apport journalier en trehalose suite à une lésion de type parkinsonien. CONCLUSION : Ces données suggèrent que l'alimentation se présente comme un excellent mode de prévention contre certaines lésions cérébrales, via la consommation d'oméga-3. En effet, la consommation diététique d'un précurseur de DHA permet d'atteindre plus efficacement des niveaux suffisants de DHA cérébraux et engendrer des phénomènes de neuroprotection dans un modèle animal de maladie de Parkinson. Les bénéfices neuroprotecteurs conférés par l'apport diététique en oméga-3 démontrent la pertinence d'investiguer sur leurs éventuels effets en traitement post-lésionnel chez l'animal. Ces études précliniques sur les oméga-3 pourraient alors conduire à l'initiation d'essais cliniques de phase 2 chez des patients parkinsoniens. Le trehalose pourrait aussi éventuellement faire l'objet du même genre d'investigations menant à des essais cliniques. Cependant, il conviendrait d'abords d'optimiser les conditions expérimentales des études précliniques, afin de statuer de façon plus certaine sur l'éventuel potentiel thérapeutique régénérateur de ce sucre contre la maladie de Parkinson.

L'utilisation des levures en industrie est indissociable de sa transformation à l'état déshydraté. Le procédé de séchage provoque un certain nombre de dysfonctionnements dans les cellules de levure qui affectent leur fonctionnalité et leur viabilité. Afin de protéger les levures au cours de la déshydratation, des additifs alimentaires sont souvent utilisés comme les émulsifiants et les antioxydants. Cependant, les levures sont capables de produire naturellement des substances protectrices, telles que le glutathion (GSH) et le tréhalose (TRE). Dans ce contexte, trois souches non-Saccharomyces (NS) appartenant aux genres et espèces Torulaspora delbrueckii, Metschnikowia pulcherrima et Lachancea thermotolerans ont été étudiées. En effet, malgré leur intérêt pour de multiples applications agro-alimentaires, leurs mécanismes de résistance à la déshydratation associés à la synthèse de GSH et de TRE sont à l’heure actuelle méconnus. Cette investigation peut permettre à terme la formulation de nouvelles souches de levure NS sous forme sèche, sans aucuns additifs. Dans un premier chapitre, l’impact de la déshydratation de la levure « modèle » Saccharomyces cerevisiae en lit fluidisé pré-pilote a été corrélé à la synthèse du GSH et du TRE. Ainsi, il a été possible d’élucider les effets de la modulation de la composition du milieu de culture afin d'optimiser la conservation des cellules avant, pendant et après la déshydratation. Dans un deuxième chapitre, les conditions précédemment définies ont été appliquées aux levures NS afin de comprendre les effets de la déshydratation sur leur fonctionnalité. Cette étude a démontré que le GSH joue un rôle important dans la protection des levures NS, en fonction des conditions de culture et de déshydratation utilisées. Dans un troisième chapitre, certains phénomènes de résistance à l'oxydation des trois souches NS ont été étudiés. Il a été clairement démontré que la sensibilité des cellules à l’attaque oxydante dépend des conditions de culture-déshydratation et est inhérente à la souche étudiée. Enfin, dans un quatrième chapitre, une étude approfondie au niveau biochimique de la souche de levure la plus sensible, L. thermotolerans, a été réalisée par la micro-spectroscopie infrarouge avec rayonnement synchrotron. Les cellules cultivées en GSM, milieu favorisant la synthèse du glutathion, en plus de présenter une meilleure viabilité, montrent une plus grande intensité dans les bandes spectrales des lipides CH2 et CH3, associées à la fluidité de la membrane plasmique. Par ailleurs, les cellules cultivées en milieu TSM, milieu favorisant la synthèse du tréhalose, présentent une dénaturation plus élevée des protéines marquée par une intensité plus élevée des pics de feuillet β, et une intensité plus élevée des groupements C=O (oxydes lipidiques) corrélée à la peroxydation lipidique. Ces deux phénomènes expliquent la diminution de la viabilité obtenue sur cette souche lors de sa déshydratation. Les connaissances fondamentales acquises dans le cadre de cette étude seront utiles pour obtenir de nouvelles souches de levures déshydratées sans additifs et à hautes performances. Elles contribuent également à l’amélioration des méthodes de formulation et de déshydratation actuellement utilisées en industrie. / The use of yeasts in industry is inseparable from their ability to be produced and dehydrated. This dehydration process causes various dysfunctions in yeast cells that affect their functionality and viability. In order to protect yeasts from dehydration, food additives are often used as emulsifiers and antioxidants. However, yeasts are able to produce naturally protective substances, such as glutathione (GSH) and trehalose (TRE). In this context, three non-Saccharomyces (NS) strains, belonging to the different genera and species Torulaspora delbrueckii, Metschnikowia pulcherrima and Lachancea thermotolerans, were studied in this thesis. Despite the great interest aroused by their multiple agro-food applications, their dehydration resistance mechanisms associated with the synthesis of GSH and TRE, are currently unknown. This study is ultimately aimed at the formulation of new NS yeast dried strains without any food additives. In a first chapter, the impact of the “reference yeast” Saccharomyces cerevisiae dehydration in a pre-pilot fluidized bed has been correlated with the synthesis of GSH and TRE. It was possible to modulate the culture medium composition in order to optimize cell preservation before, during and after dehydration. In a second chapter, the previously defined conditions were applied to NS yeasts strains in order to understand the effects of dehydration on their microbial functionality. This study demonstrated that GSH plays an important role in NS yeasts protection, depending on the culture and dehydration conditions. In a third chapter, some oxidation resistance phenomena of the three NS strains were studied. It was clearly demonstrated that the susceptibility of cells to oxidative attack was dependent on culture-dehydration conditions and was yeast strain-dependent. Finally, in a fourth chapter, an in-depth biochemical study of the most dehydration-sensitive yeast strain, L. thermotolerans, was performed by synchrotron FTIR micro-spectroscopy. Cells grown in GSM (medium favoring the production of GSH), besides showing a better viability, showed a greater intensity in the spectral bands of lipids CH2 and CH3, associated with the plasma membrane fluidity. In addition, TSM grown cells (TSM is a medium favoring the production of TRE) exhibited a higher protein denaturation, suggested by the intensity of β-sheet peaks, and C=O (lipid oxides) bands correlated with lipid peroxidation. These data can explain the decreased of viability of this strain during production-dehydration process. The fundamental knowledge acquired in this study will be useful to obtain new dehydrated yeast strains without additives and with high performance. It will be useful also to improve the formulation and dehydration methods currently used in industry.

La maladie de Parkinson (MP) se manifeste par des symptômes moteurs et non moteurs, notamment de la constipation. Son principal facteur de risque est l'âge avancé, laissant penser qu'un phénomène d'*inflammaging*, un processus inflammatoire associé à l'âge, jouerait un rôle dans son étiopathogenèse. La maladie se caractérise par la dégénérescence des neurones dopaminergiques de la voie nigro-striée et la formation d'inclusions neuronales d'alpha-synucléine (α-syn). L'hypothèse de Braak propose que la MP commence dans l'intestin et se propage au cerveau *via* le nerf vague. Ainsi, une compréhension approfondie de la neurodégénérescence et de l'inflammation périphériques pourrait offrir des perspectives nouvelles sur l'origine et la progression de la MP du système nerveux entérique (SNE) vers le système nerveux central (SNC), et d'ouvrir la voie à des traitements prophylactiques. Le disaccharide tréhalose a montré des propriétés neuroprotectrices, mais son mécanisme d'action reste mal compris, notamment parce que les vertébrés ne synthétisent ni ne transportent le tréhalose de manière endogène, ce qui suggère un effet indirect. Cette thèse vise à étudier l'impact du vieillissement dans le développement de la MP et de mettre en évidence les mécanismes neuroprotecteurs du tréhalose. Dans le 1ᵉʳ volet de cette thèse, j'ai étudié l'effet du vieillissement sur la neurodégénérescence et l'inflammation du SNE et du SNC chez des souris âgées de 2 mois à 1 an traitées avec la neurotoxine MPTP. Les résultats montrent un effet dépendant de l'âge du MPTP sur la voie nigro-striée et le SNE, suggérant une sensibilité différente des souris au MPTP selon leur âge. J'ai également observé de l'*inflammaging* au niveau entérique et central, ainsi qu'une neurodégénérescence liée à l'âge dans le SNE, qui ressemblent à l'inflammation et à la neurodégénérescence dopaminergique induites par le MPTP. Les dysfonctionnements précoces du système immunitaire entérique, en cohérence avec l'hypothèse de Braak, ainsi que les similitudes entre la MP et la sénescence, soulignent l'importance d'intégrer l'effet de l'âge dans l'étude de la MP, notamment dans sa phase prodromique. Dans le 2ᵉ volet, j'ai exploré les propriétés neuroprotectrices du tréhalose et ses mécanismes d'action au niveau entérique et central dans un modèle murin de synucléinopathie PrP-A53T, qui présentent des agrégats d'α-syn phosphorylée à la sérine 129 dans la voie nigro-striée. J'ai montré que la consommation alimentaire de tréhalose prévient la neurodégénérescence de la voie nigro-striée et du plexus myentérique induite par la synucléinopathie. J'ai ensuite observé une modulation du microbiote intestinal par le tréhalose, en particulier par l'augmentation de la population de *Lachnospiraceae*, mais aussi en influençant la diversité microbienne. L'effet du tréhalose pourrait également être médié par la sécrétion de l'incrétine GLP-1. Les fonctions multiples du GLP-1 dans la régulation du glucose et de l'insuline, la motilité intestinale et ses propriétés neuroprotectrices soulignent son rôle potentiel dans le mécanisme d'action neuroprotecteur du tréhalose. Les résultats de cette thèse soulignent l'intérêt d'incorporer la facteur vieillissement dans l'étude du SNE et du SNC dans le contexte de la MP. Ils soulignent aussi le potentiel thérapeutique nutraceutique du tréhalose et ouvrent la voie à des études plus approfondies sur ses mécanismes d'action indirects. / Parkinson's disease (PD) manifests through both motor and non-motor symptoms, including constipation. The primary risk factor for PD is advanced age, suggesting that an inflammaging phenomenon, an age-related inflammatory process, may play a role in its pathogenesis. The disease is characterized by the degeneration of dopaminergic neurons in the nigrostriatal pathway and the formation of neuronal inclusions composed of alpha-synuclein (α-syn). Braak's hypothesis posits that PD begins in the gut and propagates to the brain *via* the vagus nerve. Therefore, a deeper understanding of peripheral neurodegeneration and inflammation could provide new insights into the origin and progression of PD from the enteric nervous system (ENS) to the central nervous system (CNS), potentially paving the way for prophylactic treatments, given that current therapies are only symptomatic. The disaccharide trehalose has shown neuroprotective properties, but its mechanism of action remains poorly understood, particularly since vertebrates neither synthesize nor transport trehalose endogenously, suggesting an indirect effect. This thesis aims to investigate the impact of aging on PD development and to elucidate the neuroprotective mechanisms of trehalose. In the first part of this thesis, I studied the effects of aging on neurodegeneration and inflammation in the ENS and CNS in mice aged 2 months to 1 year treated with the neurotoxin MPTP. The results demonstrate an age-dependent effect of MPTP on the nigrostriatal pathway and ENS, suggesting different sensitivities to MPTP based on the mice's age. I also observed inflammaging in both the enteric and central nervous systems, as well as age-related neurodegeneration in the ENS, which resemble the MPTP-induced dopaminergic inflammation and neurodegeneration. Early dysfunctions of the enteric immune system, consistent with Braak's hypothesis, and the similarities between PD and senescence highlight the importance of integrating the effect of aging into the study of PD, particularly in its prodromal phase. In the second part, I explored the neuroprotective properties of trehalose and its mechanisms of action in the ENS and CNS using the PrP-A53T synucleinopathy mouse model, which exhibits aggregates of phosphorylated-α-syn at serine 129 in the nigrostriatal pathway. I demonstrated that dietary intake of trehalose prevents synucleinopathy-induced neurodegeneration in the nigrostriatal pathway and the myenteric plexus. I then observed that trehalose modulates the gut microbiota, particularly by increasing the *Lachnospiraceae* population and influencing microbial diversity. Trehalose's effects may also be mediated by the secretion of the incretin GLP-1. GLP-1's multiple roles in glucose metabolism, insulin regulation, gut motility, and neuroprotection underscore its potential involvement in trehalose's neuroprotective mechanism of action. The findings of this thesis highlight the importance of incorporating the aging factor in the study of the ENS and CNS in the context of PD. They also underscore the therapeutic nutraceutical potential of trehalose and pave the way for further studies into its indirect mechanisms of action.

L’accès par voie chimique à des oligosaccharides nécessite souvent le recours à de nombreuses étapes de protection-déprotection. Au cours de ce projet de thèse, une méthodologie pour la protection régiosélective et orthogonale des fonctions alcool de disaccharides dérivant de la biomasse a tout d’abord été développée. Les glycopyranosides protégés ont été préparés par catalyse tandem au FeCl3∙6H2O en réalisant dans le même pot des réactions d’acétalation, d’éthérification réductrice, d’acétylation et/ou d’ouverture réductrice régiosélective d’acétals. Dans un second temps, une stratégie de synthèse flexible, rapide et performante pour accéder à des sulfoglycolipides diacylés et tétraacylés comportant un cœur tréhalose a été mise au point. Ces molécules sont produites par Mycobacterium tuberculosis, l’agent pathogène responsable de la tuberculose, et les sulfoglycolipides diacylés pourraient permettre l’élaboration d’un nouveau vaccin contre cette maladie. Des sulfoglycolipides diacylés et tétraacylés comportant des chaînes monométhylées chirales ont été obtenus. Les précurseurs des acides gras chiraux utilisés au cours de la synthèse ont été analysés par spectroscopie RMN du deutérium en abondance naturelle dans des cristaux liquides chiraux. / The synthesis of oligosaccharides often requires long sequences of protection-deprotection steps. For a rapid access to suitably protected glycopyranosides, we have developed a one-pot regioselective protection strategy based on FeCl3∙6H2O-tandem catalyzed reactions (acetalation, acetylation, reductive etherification, regioselective ring opening of acetal). This procedure was applied to persilylated disaccharides derived from biomass. This methodology allowed the development of a fast, efficient and flexible access to diacylated and tetraacylated sulfoglycolipids based on a trehalose core. These molecules are found in the cell wall of Mycobacterium tuberculosis and the diacylated sulfoglycolipids appear to be promising candidates for the development of a new tuberculosis vaccine. Synthetics diacylated and tetraacylated sulfoglycolipids bearing chiral monomethylated fatty chains were produced. The chiral fatty-acid precursors, used in the procedure, were synthetized and analyzed by NMR spectroscopy of natural abundance deuterium in chiral liquid crystals.

La compréhension de la plus grande stabilisation des molécules biologiques par un disaccharide<br />tel que le tréhalose par rapport à d'autres excipients fait l'objet de recherches accrues. Nous<br />avons étudié l'influence du tréhalose et de deux autres stéréoisomères, le maltose et le sucrose,<br />sur la structure et sur la dynamique de l'eau et d'une protéine globulaire modèle, le lysozyme. Nous<br />avons montré que le tréhalose induit une plus grande déstructuration du réseau de liaisons hydrogène (LHs)<br />de l'eau que le maltose et le sucrose, au-delà d'une concentration de 40-50 %, à laquelle le réseau<br />de LHs des sucres percole. En outre, le nombre d'hydratation des sucres et le<br />nombre de LHs sucre-sucre suggèrent que les solutions aqueuses de tréhalose sont plus "homogènes",<br />pour des concentrations entre 33 et 66 % pds. Nous avons également localisé les zones<br />d'interaction des sucres avec le lysozyme et montré par spectroscopie Raman que le tréhalose le stabilise<br />davantage.

Ce mémoire est consacré à la mécanosynthèse d'alliages moléculaires par cobroyage. Les composés étudiés sont des composés utilisés comme excipients dans l'industrie pharmaceutique. Il s'agit plus particulièrement du lactose, du tréhalose et du mannitol. Nos investigations ont montré la possibilité d'obtenir, sur une certaine gamme de concentrations, des solutions solides vitreuses homogènes tréhalose/mannitol et lactose/mannitol par cobroyage des poudres cristallines correspondantes. Elles ont aussi permis de montrer de manière originale l'influence de la position relative de la température de broyage par rapport à la température de transition vitreuse (Tg) sur la nature des états obtenus par broyage en faisant varier la zone de Tg des alliages par changement de composition chimique. Les transformations sous broyage des composés purs ont également été étudiées en détail. Le broyage du lactose et du tréhalose en dessous de Tg est à l'origine d'une transformation directe cristal -> verre à l'état solide. Par contre, le broyage des formes cristallines d et ß? du mannitol au dessus de Tg engendre une transformation polymorphique vers la forme cristalline a de stabilité intermédiaire montrant, de ce fait, le caractère stationnaire des états atteints au cours de ce type de transformations. De plus, nos investigations ont permis de déterminer un certain nombre de propriétés spécifiques de ces systèmes inaccessibles à partir des liquides purs et des mélanges liquides. La mutarotation du lactose a pu être caractérisée en détail. Les diagrammes de phases des mélanges lactose/mannitol et tréhalose/mannitol ont pu être établis. L'ensemble de ces résultats a été obtenu par DRX, RMN, DSC et ATG.

L’abeille domestique (Apis mellifera) est un insecte qui contribue à l’agriculture par sa pollinisation. Le taux élevé des mortalités hivernales des colonies est préoccupant depuis des décennies au Canada. Plusieurs facteurs sont impliqués, particulièrement Varroa destructor; un parasite qui se nourrit du corps gras de l’abeille. Le développement d’outils adaptés permettrait un meilleur suivi des colonies. Le projet consiste à corréler l’infestation de varroa avec les concentrations en sucres sériques et les co-infections (virales et bactériennes). Cette étude compare dans le temps six ruches fortement infestées et six ruches traitées (témoins). Un prélèvement d’hémolymphe a été effectué pour mesurer les concentrations en sucres en utilisant un glucomètre humain préalablement validé. Les concentrations en sucres (glucose et tréhalose) dans l’hémolymphe étaient significativement plus faibles (p<0.001) dans les ruches fortement infestées que les témoins en septembre. L’analyse RT-PCR multiplexe de six virus (DWV A/B, BCQV, KBV, IAPV et ABPV) a démontré que les ruches fortement infestées présentent une infection simultanée virale avec des charges plus élevées que chez les ruches témoins (p<0.05) pour la majorité des virus, sauf pour ABPV. Chez les ruches fortement parasitées, les charges virales pour DWVA et BQCV sont plus élevées en septembre qu’en juillet (p≤0.0001). Serratia marcescens a été seulement détectée dans une ruche infestée et une ruche témoin. Une exposition continue et élevée à varroa occasionne, en automne, une augmentation des charges virales et une diminution des sucres, suggérant une altération de l’immunité, du métabolisme et des réserves. Ces paramètres provoquent une faiblesse et une mortalité des colonies. / The European honeybee (Apis mellifera) contributes to the agriculture by its pollination; however, the mean overwintering loss rate of colonies over the last decades in Canada is worrisome. Varroa destructor, which feeds on the fat bodies of honeybees, is considered one of the most important causes of bee colony declines. The development of adapted diagnostic tools would improve the monitoring of honeybee health. This project aims to correlate the infestation by varroa to the hemolymph sugar concentrations (trehalose and glucose) and bacterial and viral coinfections. Six highly infested and six treated hives were compared over time. Pooled hemolymph of honeybees was collected for sugar concentration measurements using a previously validated portable glucometer. The hemolymph samples were also submitted for bacteriology. Multiplex RT-PCR analyses were performed on pooled honeybees for six viruses: Deformed wing virus A and B (DWV-A/B), Bee Queen Cell Virus (BQCV), Acute Bee Paralysis Virus (ABPV), Kashmere Bee Virus (KBV), Israeli Acute Paralysis Virus (IAPV). The results show that, in September, sugar concentrations in hemolymph were significantly lower in highly infested hives (p<0.001). Infested hives showed markedly higher viral loads (p<0.05), except for ABPV. Viral loads were significantly higher (p≤0.0001) in September than in July for DWV-A and BQCV. Serratia marcescens was only detected in one infested hive and one control. Overall, a continued and severe exposure to varroa leads to increased viral charges and decreased sugar concentrations, suggesting alterations in immunity, metabolism and reserve mobilization. All these parameters contribute to the weakening and mortality of the colonies.