La présente étude concerne la synthèse de matériaux à base de polysaccharides d’origine naturelle. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la synthèse en milieu homogène d’esters gras de cellulose, de nature de chaîne grasse et de degré de substitution variables. Les analyses chimiques, thermiques, mécaniques et structurales de ces produits en fonction de la longueur des chaînes grasses greffées (de C8 à C18) ont démontré que l’allongement du substituant greffé influençait les propriétés étudiées. De plus, un modèle structural a été proposé pour les chaînes cellulosiques estérifiées, dans lequel ces chaînes semblent s’organiser en couches avec les substituants gras greffés totalement déployés perpendiculairement au squelette cellulosique et non enchevêtrés entre eux.Dans une seconde partie, la valorisation d’un film cellulosique a été envisagée dans le domaine médical. Le choix s’est porté sur un film de laurate de cellulose fortement substitué. Des tests biologiques de cytocompatibilité et de cytotoxicité ont été réalisés sur ce matériau à partir de différents types de cellules. Les résultats des tests in-vitro obtenus concluent à la non-toxicité de ce film, ce qui rend prometteuse son application en tant que biomatériau.Enfin, la synthèse de dérivés polysaccharidiques a été réalisée dans le but de remplacer les dérivés pétrochimiques, utilisés comme superplastifiants dans la formulation du béton. Trois polysaccharides ont été testés, avec ou sans modification chimique: la cellulose et l’amidon. Les premiers résultats indiquent que les dérivés amidonnés sulfonés semblent être de bons candidats pour la substitution de tels additifs pétrochimiques. / This study deals with the synthesis of a natural-polysaccharide-based-material. First of all, we focused on the synthesis of fatty cellulose esters in a homogeneous media, with different fatty chains and various degrees of substitution. Chemical, thermal, mechanical and structural analyses of these products revealed the influence of the grafted fatty chain length (from C8 to C18) on these properties. Moreover, a structural model was purposed for the acylated cellulosic chains, in which these chains seem to be organized in a layered type structure, and where the fatty substituents are fully extended perpendicular to the cellulosic skeleton, and without interdigitated.Then, one of these cellulosic films was studied in order to be used in a medical application. A cellulose laurate film with high degree of substitution was chosen. Biological tests such as cytocompatibility and cytotoxicity were performed on this material from different type of cells. The results of the in-vitro tests conclude to the non-toxicity of this bio-based film. These results are promising for their application of as biomaterial.Finally, the synthesis of polysaccharide derivatives was performed in order to find alternatives to petrochemical derivatives compounds, used as superplasticizers in concrete formulation. Three native or chemically-modified polysaccharides were tested: cellulose and starch. First results indicate that starch sulfonate derivatives seem to be promising candidates to the substitution of such petrochemicals additives.

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

Introduction : Un hypométabolisme du glucose au cerveau peut apparaître des décennies avant le diagnostic de maladie d’Alzheimer. Pourtant, le métabolisme des cétones, le carburant alternatif principal au glucose, n’est pas altéré, autant chez les personnes plus âgées que chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer. Les méthodes connues (diète cétogène, jeûne, huile de triglycérides de moyennes chaînes) pour augmenter la production de cétones comportent leurs inconvénients. L’objectif de ces projets était de vérifier l’efficacité de produits commerciaux vendus à cet effet et d’évaluer d’autres molécules qui pourraient être utilisées pour leur propriété cétogène. Ce sont des suppléments alimentaires pouvant servir de substrat pour la cétogenèse (butyrate, monoglycéride d’octanoate (O-MAG), leucine) ou de facilitateur du transport des acides gras (carnitine). Méthodes : Pour ce faire, les participants devaient se présenter au laboratoire pour plusieurs demi-journées d’étude d’une durée de 4 heures. Lors de ces journées, un des suppléments leur était servi avec un déjeuner et des prises de sang étaient effectuées toutes les 30 minutes. Résultats : Le produit commercial contenant des MCT, le butyrate, l’O-MAG et la leucine ont permis d’augmenter respectivement les concentrations maximales en cétones plasmatiques de 568, 226, 67 et 70 µmol/L (p≤0,05) par rapport au contrôle. De plus, la concentration plasmatique en octanoate était corrélée significativement avec la concentration sanguine d’acétoacétate (r=0,85 ; p <0,0001) et de β-hydroxybutyrate (r=0,58 ; p=0,01). L’aire sous la courbe par gramme de produit ingéré montre que le butyrate était le supplément cétogène le plus efficace et était plus cétogène que le produit commercial, l’O-MAG et la leucine (p=0,009). Discussion : Le butyrate était 3 fois plus cétogène que tous les autres suppléments testés. Par contre, son ingestion a causé quelques effets secondaires à certains participants. La leucine a été le seul supplément à ne créer aucun inconfort chez les participants. Il faudrait donc étudier la possibilité de combiner plusieurs molécules dans un supplément chimiquement pensé pour être le plus efficace possible et pour être intéressant lors d’une utilisation quotidienne.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Contrairement aux effluents aqueux issus du procédé PUREX, les effluents issus des procédés de séparation poussée actuellement en développement pour séparer les actinides mineurs contiennent des réactifs organiques en quantité importante. Afin de minimiser l'impact de ces composés sur les étapes en aval du procédé et pour respecter les normes de rejet, la destruction de ces composés est indispensable. De par des conditions opératoires et de sûreté adaptées au domaine du nucléaire, la voie sonochimique apparaît comme une solution très prometteuse pour l'élimination des espèces organiques. La propagation d'une onde ultrasonore dans un milieu liquide se traduit par l'apparition de bulles de cavitation qui vont croître et imploser, engendrant ainsi des conditions locales de température et pression extrêmes. Chaque bulle de cavitation peut être alors considérée comme un microréacteur à haute température et haute pression capable de détruire, sans ajout de réactifs spécifiques, les molécules organiques. Les premières études portant sur l'influence de la fréquence ultrasonore sur la sonolyse et la sonoluminescence de l'acide formique ont montré que la dégradation de l'acide formique se déroule à l'interface liquide/bulle quelle que soit la fréquence ultrasonore. La différence notable entre les ultrasons basse et haute fréquence réside principalement dans l'initiation de réactions secondaires observées seulement entre 200 et 1057 kHz. Malgré une activité sonochimique bien plus importante à haute fréquence, l'utilisation des ultrasons seuls pour traiter les effluents issus des procédés de séparation avancée ne peut être envisagée de par la concentration élevée en acides carboxyliques. Afin d'augmenter l'efficacité des réactions sonochimiques, l'ajout de catalyseurs à base de platine supporté a donc été étudié. Dans ces conditions, il s'avère que le couplage ultrasons/catalyseurs permet une augmentation considérable des cinétiques de dégradation des acides carboxyliques. / Unlike aqueous effluents from the PUREX process, aqueous effluents from advanced separation processes developed to separate the minor actinides (Am, Cm) contain organic reagents in large amounts. To minimize the impact of these organic compounds on the next steps of the process, and to respect standard discharges, it is necessary to develop new techniques of degradation of organic compounds. Sonochemistry appears as a very promising solution to eliminate organic species in aqueous nuclear effluents. Indeed, the propagation of an ultrasonic wave in a liquid medium induces the appearance of cavitation bubbles which will quickly grow and implode, causing local conditions and extreme temperatures and pressures. Each cavitation bubble can then be considered as a microreactor at high temperature and high pressure able to destroy organic molecules without the addition of specific reagents. The first studies on the effect of ultrasonic frequency on sonoluminescence and sonolysis of formic acid have shown that the degradation of formic acid occurs at the bubble/liquid interface. The most striking difference between low-frequency and high-frequency ultrasound is that the sonolysis of HCOOH at high ultrasonic frequencies initiates secondary reactions not observed at 20 kHz. However, despite a much higher sonochemical activity at high frequency, highly concentrated carboxylic acids in the aqueous effluents from advanced separation processes cannot be destroyed by ultrasound alone. To increase the efficiency of sonochemical reactions, the addition of supported platinum catalysts has been studied. In these conditions, an increase of the kinetics of destruction of carboxylic acids such as oxalic acid is observed.

Dans le contexte actuel d’allongement de l’espérance de vie, la prévalence des maladies liées à l’âge telles que l’ostéoporose est de plus en plus importante. Le coût de la prise en charge de ces pathologies constitue un problème de santé public majeur et la mise en place de stratégies de prévention nutritionnelle adaptées apparaît comme une excellente solution alternative aux traitements habituels. Pourtant, l’étude des activités biologiques des nutriments reste trop marginale pour certains tissus et certaines catégories de molécules, c’est notamment le cas du tissu osseux et des lipides, en particulier les acides gras.Ces derniers sont pourtant capables de moduler le devenir du tissu osseux que ce soit indirectement par des mécanismes systémiques ou directement au niveau de la cellule osseuse. La perte osseuse liée au vieillissement est souvent associée à l’établissement progressif d’une inflammation chronique à bas bruit à l’échelle de l’organisme. Dans ce contexte, les niveaux de cytokines pro-inflammatoires telles que l’interleukine 6 ou le Tumor Necrosis Factor α sont augmentés et ces composés, qui sont connus pour induire la résorption osseuse, pourraient contribuer à la dégradation du squelette. Notre hypothèse de travail était que certains Acides Gras Poly-Insaturés (AGPI) à propriétés anti-inflammatoires pouvaient éventuellement limiter l’inflammation chronique associée au vieillissement et ainsi contribuer à préserver le capital osseux. Dans cette optique, nous avons utilisé la souris SamP8 qui est un modèle de progeria présentant, à douze mois, un phénotype ostéoporotique. Dans ce modèle, l’administration d’un régime délétère à base d’huile de tournesol (ratio acide gras ω6 /ω3 très important) aggrave la perte osseuse en association avec une augmentation des marqueurs inflammatoires systémiques et osseux ainsi qu’une augmentation des marqueurs de la résorption osseuse. La supplémentation de ce régime tournesol avec de l’huile de bourrache ou de l’huile de poisson permet d’apporter des quantités importantes d’AGPI anti-inflammatoires (acide γ-linoléique pour l’huile de bourrache et ω3 pour l’huile de poisson). De manière intéressante, ces deux régimes supplémentés permettent, en plus de réduire les paramètres inflammatoires, de s’opposer à l’augmentation des marqueurs de résorption osseuse et de limiter la diminution de la densité minérale de l’os chez ces souris. Cette étude met donc en évidence le potentiel santé de certains AGPI au regard de la préservation du capital osseux et suggère un rôle déterminant de leurs propriétés anti-inflammatoires systémiques. En parallèle, la description des effets directs des acides gras au niveau cellulaire par l’activation de récepteurs spécifiques occupent une place croissante dans la littérature. Récemment, le récepteur membranaire GPR40 (G Protein coupled Receptor 40) a été mis en évidence pour ses interactions avec les acides gras libres à longues chaînes et nous avons pu montrer son expression dans les précurseurs ostéoclastiques. Nous avons donc émis l’hypothèse que ce récepteur pourrait jouer un rôle dans la médiation des effets des acides gras sur les paramètres du remodelage osseux. Ce travail a permis de mettre en évidence l’existence d’un phénotype ostéoporotique chez la souris invalidée pour le GPR40. L’effet protecteur de ce récepteur semble lié principalement à un effet inhibiteur de son activation sur la différenciation des ostéoclastes. En effet, l’utilisation de l’agoniste spécifique du GPR40 empêche in vitro la différenciation ostéoclastique par RANKL de deux modèles cellulaires de manière GPR40-dépendante. De surcroit, cet agoniste est également capable in vivo de s’opposer à une perte osseuse induite chez la souris. Ces résultats révèlent pour la première fois l’implication du récepteur GPR40 dans la physiologie osseuse et apportent la connaissance d’une nouvelle possibilité de modulation directe des cellules osseuses par les acides gras. / With increasing lifespan, prevalence of age-related complications has grown including skeletal defects such as osteoporosis. Socio-economic consequences of these disorders represent a major public health problem worldwide and in this context, nutritional prevention strategies may be considered as a good option to be associated with usual therapies. However, biological activities of some nutrients have been too poorly deciphered in regards to their bone health potential. This is notably true concerning fatty acids and both their direct and indirect relationships with the skeleton. Age-related bone complications are often associated with a gradual establishment of a systemic low-grade inflammatory condition. This leads to high levels of pro-inflammatory cytokines such as interleukin 6 or tumor necrosis factor α which are known to favour osteoclast-induced bone resorption. Then, these high pro-inflammatory cytokines levels may contribute to age associated bone loss. We hypothesize that in this context, poly-unsaturated fatty acids (PUFA) with known anti-inflammatory properties may counteract both the low-grade inflammation establishment and the associated bone loss. Thus, animals from the progeria mouse model SamP8 were used and were shown to exhibit osteoporosis at twelve months. Feeding these mice with a deletary (very high ω6/ω3 ratio) sunflower oil-based diet results in an exacerbated bone loss, associated with increased systemic and bone inflammation parameters as well as increased bone resorption markers. Either borage or fish oil supplementation of the sunflower oil-based diet result in high amounts of anti-inflammatory PUFAs in the diet (γ-linoleic acid with borage oil and ω3 with fish oil). Interestingly, mice fed with the two “supplemented” diets show reduced inflammatory parameters but also reduced levels of bone resorption markers and preserved bone mineral density. In this work, the bone health potential of some PUFAs was established and was linked to their systemic anti-inflammatory properties. Besides, fatty acids are increasingly studied as signalling molecules, able to modulate cell signalling by their interactions with specific receptors. A few years ago, long chain fatty acids were shown to be ligands of the membrane bound fatty acid receptor GPR40 (G Protein coupled Receptor 40). As we showed GPR40 expression in osteoclast precursors, we hypothesized that it may be involved in fatty acid-induced bone remodelling regulation. In this study, an osteoporotic phenotype was found in GPR40-deficient mice. This GPR40- mediated bone protection seems to involve an anti-osteoclastogenic effect. As a matter of fact, a GPR40 specific agonist led to blunted RANKL-induced osteoclastic differentiation in a GPR40-dependant way. In addition, this agonist was also able in vivo to counteract ovariectomy-induced bone loss in mice. Thus, involvement of GPR40 in bone remodelling was established for the first time in this work, bringing to light a new mechanism in the fatty acid-induced modulation of bone metabolism.

Ces dernières années ont vu se multiplier les études portant sur le positionnment du nucléosome. Ce phénomène est en effet essentiel pour comprendre correctement les processus liés à l'expression génique. Ces travaux soulignent notamment la multiplicité des facteurs qui interviennent dans le positionnement en vivo, toutefois le rôle de la séquence d'ADN elle même est bien reconnu que ce soit sous formes de séquences préférées ou "excluantes". Afin d'identifier les propriétés structurales et dynamiques des séquences qui possèdent une forte capacité à positionner le nucléosome, nous avons procédé à une série d'études structurales sur les oligomères d'ADN libres correspondant à la séquence de l'une des plus connues d'entre elles, la séquence 601. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à une séquence de 39 paires de bases correspondant à la moitié d'un tour complet autour du cœur d'histone. L'utilisation des méthodes de RMN permet de déterminer les propriétés d'oligomères en solution. Néanmoins la difficulté d'attribuer les résonances phosphore sur des séquences oligonucléotides longues nous a conduit à diviser la séquence d'intérêt en quatre parties égales (12bp) sur lesquelles les attribution penvent être réalisées. L'analyse des 72 déplacements chimiques du phosphore (&#948-P) et des 249 distances séquentielles inter-protons recueillies sur les oligomères montre que les mouvements de l'ADN à l'échelle de temps de la nanosecondes, des groupements phosphates, des sucres et des bases sont fortement couplés et directement reliés à la séquence dinucléotidique. Les données expérimentales recueillies dans ce travail sont en accord avec les prédictions de l'échelle TRX (Twist,Roll,X-disp) qui quantifie les mouvement à l'échelle de la nanoseconde de l'ADN-B. L'annotation de l'échelle TRX de la séquence 601 montre une alternance périodique de régions rigides et flexibles le long de la séquence, cette périodicité est de 10 pairs de bases. De façon frappante, cette alternance se superpose aux variations sinusoïdales des largeurs des petits sillons observées sur les structures cristallographiques des nucléosomes. L'élément TTAAA, a fait l'objet d'une attention particulière dans ce travail. Il est soupçonné d'être crucial dans le contexte de la formation des nucléosomes, cette séquence présente en effet quelques particularités remarquables, tels que la présence de plusieurs enchaînements dinucléotidiques riche en BI (dP décalé vers les hauts champs et distances inter-nucléotidiques courtes)- ceux-ci se trouvent associés à un petit sillon très étroit. Les résultats relatifs aux couplages dipolaires résiduels (RDC), qui reflètent l'angle de déviation entre le vecteur carbone-proton et l'axe l'ADN ont montré que les différences entre les couplages dipolaires résiduels de deux résidus successifs &#916-(RDC), sont également corrélées aux &#948-P. Ce résultat confirme définitivement que la structure et la dynamique des groupes phosphates, les positions relatives des bases et les conformations sucres de l'ADN-B sont fortement couplés. En outre, nos résultats permettent de commencer à déchiffrer le processus influençant la formation des nucléosomes, ils montrent que l'échelle TRX est un outil puissant de prédiction des conformations et la dynamique des ADN. / Nowadays, nucleosome positioning is being studied intensively due to the critical role in the regulation and transcription by modulating the accessibility of specific targeted sites for proteins in eukaryotic cell. As demonstrated by recent studies that positioning in vivo could be modulated by various factors, among which the role of DNA sequence is repeatedly underlined due to the form of preferred or excluding sequences. In an attempt to identify the structural and dynamic properties of sequences exhibiting strong ability to precisely position the nucleosome, we carried out a series of structural studies on free DNA oligomers corresponding to the core of this sequence. The synthetic 601 sequence was selected as a proper candidate for the experiment and the oligomers cover 39bp of the 5’ half of the sequence. The utilization of NMR technology allows the observation of the oligomer properties in solution. However, it’s difficult to assign phosphorus resonances signals to long DNA oligonucleotides, which could be realized to divide the sequence of interested part into four equivalents (12 bp). Analysis of a large set of NMR data on the four oligomers (72 dP (phosphorus chemical shift) and 249 sequential inter-proton distances) indicate the strong coupling between nanoseconde timescale motions of phosphate group and those involving sugar and bases. In the four dodecamers, the nanosecond timescale dynamics is dominated by the dinucleotide sequence, modulated at the tetranucleotide level. Importantly, the experimental data collected here validate our previously published NMR-based TRX scale that quantifies the nanosecond timescale intrinsic malleability of the ten complementary dinucleotides in B-DNA. The TRX annotation of the whole 601 sequence shows a 10 base-pair periodic alternation of stiff and flexible regions that can be exactly superimposed to the sinusoidal variations of minor groove width observed on the crystallographic structures of nucleosome. The TTAAA element was the subject of particular attention in this work. It is suspected to be crucial in the nucleosome formation context, exhibiting remarkable features, such as the constitution of a succession of BI-profiles (high-shifted dP and short internucleotide distances) associated to a narrow minor groove. Furthermore, the results related to the residual dipolar couplings (RDC), which reflect the deflection angle between carbon-proton vectors and the long axis of DNA have shown that the differences between the residual dipolar couplings of two successive residues, &#916-(RDC), are also correlated with &#61540-P. This result definitively confirms that the structure and the dynamic of phosphate group, bases and sugars in B-DNA are highly coupled. In addition, our results start to decipher the indirect readout process underlying the nucleosome formation. Further, they establish that the TRX scale is a powerful, predictive tool for better understanding DNA-protein interactions, based on flexibility criteria. It represents a new step towards a simplified determination of properties of DNA by NMR.

Texte remanié de: Th.--Pharm.--Montpellier, 2000. / Bibliogr. p. 213-224. Glossaire.

Thèse de doctorat : Biochimie : Lille 1 : 2003. / N° d'ordre (Lille) : 3282. Résumé en français et en anglais. Textes en français et en anglais. Pagination multiple pour les annexes. Bibliogr. 10 p.. Notes bibliogr.

Thèse doctorat : Pharmacie. Substances naturelles d'origine marine : Université de Nantes : 2005. / Bibliogr. f. 157-176.