Les usines de traitement des eaux usées ne sont pas prévues pour traiter les polluants émergeants, substances organiques, tels des résidus de médicament, des produits phytosanitaires ou des hormones. Par conséquent, elles sont la source principale d’émission de micropolluants récalcitrants dans l’environnement. La Directive DCE 2000/60/CE demande un "bon statu chimique et biologique” de tous les plans d'eau d'ici 2015. L’objectif principal de cette thèse de doctorat a été d’adopter une méthode respectueuse de l’environnement pour traiter ces polluants. La méthode choisie est basée sur le processus d’oxydation avancée (POA). Elle se base sur la génération par voie solaire, et in situ, d’espèces radicalisées hautement réactives (HO● et/ou SO4-), en se focalisant sur la photocatalyse hétérogène et homogène. Les performances de l'POA ont été évaluées en comparant les taux de dégradation et/ou reminéralisassions des micropolluants. Ce critère a été complété par l'identification des sous-produits, de ses transformations associés et de mesures de toxicité. A cet effet, des tests standards d'écotoxicité ainsi que d'activité oestrogénique ont été réalisés, par la méthode toxicologique ISO ou par le test spécifique inhérent au contrôle de l’activité oestrogénique des eaux usées. Les technologies basées sur les processus d’oxydation avancée par voie solaire peuvent être des méthodes prometteuses de traitement des eaux usées. Toutes les molécules testées sont systématiquement dégradées, même celles présentes à de basses concentrations. La compatibilité environnementale a systématiquement été améliorée. L’irrigation des cultures en réutilisant des eaux usées devient possible. / Wastewater effluents are the major source of micropollutants in the environment. These recalcitrant compounds that can be escape from wastewater treatment plant (WWTP) are called emerging contaminants. It is necessary to improve the efficiency of wastewater treatment plants. In fact, Water Framework Directive required a “good chemical and biological status” of all water bodies until 2015. The major aim of the dissertation was to contribute to improve the evaluation of solar advanced oxidation processes, and more specifically heterogeneous and homogeneous photocatalysis, for removing emerging contaminants from wastewater effluents. In this objective, the efficiency of AOPS was not only evaluated with the degradation and/or mineralization rates of the micropollutants. This necessary criterion was completed with the identification of the by-products and the associated transformation pathways, but also with toxicity measurements. This last point was explored with standard ecotoxicity tests and also estrogenic activity that represent a specific test relevant to characterize an identified risk associated to the discharge of effluents into the environment.All the experimental results obtained during this dissertation tends to demonstrate that solar advanced oxidation processes has the potential to open new feasible remediation strategies for WWTPs effluent tertiary treatment before wastewater reuse in irrigation for instance. All the tested molecules have systematically been degraded, high number of micro-organic pollutants initially presented in a mixture were removed even at very low concentration, environmental compatibility is systematically improved.

Le récepteur de facteur de croissance épidermique (EGFR) est une cible commune de thérapie anticancéreuse. Aujourd'hui, la recherche de nouvelles molécules inhibitrices de ce récepteur se tourne vers des substances naturelles. Un des composés naturels les plus prometteurs qui ont montré une activité anti-EGFR est la curcumine, un polyphénol présent dans les rhizomes de Curcuma longa. Il y a de nombreux rapports décrivant son effet sur l'activité kinase du récepteur, le rendement d'autophosphorylation, le niveau d'expression et les processus liés à la fonction EGFR comme la prolifération cellulaire. Néanmoins, l'ensemble des mécanismes d’intercation de la curcumine avec l'de l'EGFR n’est pas entièrement élucidée. Nous avons démontré que le mode d'action de la curcumine est double. La curcumine est capable d'inhiber partiellement, mais directement l'activité enzymatique du domaine intracellulaire de l'EGFR. Mais le travail présenté attire l'attention sur le rôle de l'environnement de la membrane de l'EGFR au niveau d'action de la curcumine. Nous avons montré que l'insertion de curcumine dans la membrane plasmique aboutit à sa rigidification et par conséquent la limitation de la diffusion du récepteur. Le suivi de particules à l'unité analyses a confirmé que le coefficient de diffusion de l'EGFR dans la membrane des cellules cancéreuses diminué de manière significative en présence de la curcumine, susceptibles d'influencer la dimérisation du récepteur et l'activation tour à tour. / Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) is a common target of anticancer therapy. Nowadays the search for new molecules inhibiting this receptor is turning towards natural substances. One of the most promising natural compounds that have shown an anti-EGFR activity is curcumin, the polyphenol found in the rhizomes of Curcuma longa. There are numerous reports describing its effect on the receptor kinase activity, the autophosphorylation yield, the expression level and the processes related to EGFR function like cell proliferation. Nevertheless, the entire mechanism of how curcumin interact with the EGFR is not fully elucidated. We demonstrated that the mode of action of curcumin is dual. Curcumin is able to inhibit directly but partially the enzymatic activity of the EGFR intracellular domain. But the presented work brings attention to the role of the EGFR membrane environment at the curcumin action level. We showed that the curcumin insertion in plasma membrane leads to its rigidification and as a consequence to limitation of the receptor diffusion. Single particle tracking analyses confirmed that the diffusion coefficient of EGFR in the cancer cell membrane significantly decreased in the presence of the curcumin, which might influence the receptor dimerization and in turns its activation.

Ces travaux visaient à développer de nouveaux implants biodégradables se formant in situ pour le traitement des parodontites, les infections les plus fréquentes au monde. Ces implants permettront de délivrer localement le principe actif et de contrôler sa libération. L’un des pré-requis pour ces nouveaux systèmes est de présenter une bonne bioadhésion et des propriétés mécaniques permettant d’éviter une expulsion prématurée hors de la poche parodontale.Tout d’abord, de nouveaux implants se formant in situ avec un potentiel prometteur pour surmonter l'un des inconvénients majeurs liés au traitement local de la parodontite: l’adhérence limitée aux tissus environnants ont été développés. L'addition de diverses concentrations de différents types de plastifiants (l’acetyltributyl citrate, ATBC et le dibutyl sebacate, DBS) et de polymères adhésifs (l'hydroxypropyl méthylcellulose, HPMC) ont permis d’obtenir une augmentation significative de l’adhésion des implants à base de l’acide poly(lactique-co-glycolique) (PLGA). Ces systèmes sont formés in situ à partir des formulations liquides de N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP). Dans le même temps, une bonne aptitude à la déformation plastique des implants a été obtenue et les cinétiques de libération du principe actif souhaitées ont pu être affinées à l'aide de plusieurs outils de formulation. L'activité antimicrobienne de ce nouveau type d'implants se formant in situ, chargés à l’hyclate de doxycycline, a été démontrée en utilisant la méthode de diffusion en gélose sur plusieurs souches de Streptococcus isolées à partir de la microflore buccale des patients souffrant de parodontite.Ensuite, une meilleure compréhension des mécanismes de formation in situ des implants a été suivi en utilisant de différentes techniques tels que: la résonance paramagnétique électronique (EPR), la résonance magnétique nucléaire (1H NMR), le suivi de l’évolution de la masse et la cinétique de libération du principe actif dans différentes conditions, la microscopie optique, la chromatographie d'exclusion stérique (SEC). Des implants se formant in situ à base de PLGA, d’ATBC, de chlorhydrate de minocycline, de NMP et d’HPMC, ont été préparés et caractérisés en détail in vitro. Ces résultats ont révélé une vision approfondie sur les phénomènes physico-chimiques impliqués dans la formation de l'implant et sur le contrôle de la libération du principe actif. Par exemple, les effets de l'ajout d’HPMC dans la formulation, qui améliore l'adhérence de l'implant et réduit le gonflement, ont pu être expliqués. De manière importante, les implants se formant in situ ont efficacement empêché la croissance bactérienne dans les poches parodontales des patients. Enfin, l’impact de la composition des implants sur la performance des systèmes a été étudié. Afin d’élucider ces relations, des techniques de caractérisation de pointe, telles que l'analyse EPR ont été utilisées. Il est intéressant de noter que l’ajout d’HPMC et de PLGA de plus faible poids moléculaire a légèrement diminué la libération du principe actif, alors que dans le cas de PLGA de poids moléculaire plus élevé, la vitesse de libération a substantiellement augmenté. Ces tendances peuvent être expliquées en se basant sur la cinétique du transport de masse au cours de la formation de l'implant et des structures internes des systèmes. En outre, l'activité antimicrobienne des implants contre les micro-organismes présents dans les poches parodontales de patients atteints de parodontite a été évaluée. Ces systèmes gênent plus efficacement la croissance des bactéries pathogènes que celle des micro-organismes physiologiques. Ainsi, une recolonisation de la flore saine dans les poches des patients peut être envisagée in vivo. / This work aimed to develop new biodegradable in situ forming implants for the treatment of periodontitis, the most common infections in the world. These implants would locally deliver the active ingredient and control its release. One of the prerequisites for these new systems is to provide a good bioadhesion and mechanical properties to prevent premature expulsion from the periodontal pocket. Firstly, new in situ forming implants with promising potential to overcome one of the major drawbacks for the local treatment of periodontitis: limited adhesion to the surrounding tissue were developed. The addition of various concentrations of different types of plasticizers (acetyltributyl citrate, ATBC and dibutyl sebacate, DBS) and adhesive polymers (hydroxypropyl methylcellulose, HPMC) resulted in a significant increase in the adhesion of poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)-based implants. The systems are formed in situ from N-methyl pyrrolidone (NMP)-based liquid formulations. Importantly, at the same time, good plastic deformability of the implants could be provided and desired drug release patterns could be fine-tuned using several formulation tools. The antimicrobial activity of this new type of in situ forming implants, loaded with doxycycline hyclate, was demonstrated using the agar well diffusion method and multiple Streptococcus strains isolated from the oral microflora of patients suffering from periodontitis.Secondly, a better understanding of the mechanisms of the in situ implant formation was followed using different techniques such as electron paramagnetic resonance (EPR), nuclear magnetic resonance (1H NMR), mass change and drug release measurements under different conditions, optical microscopy, size exclusion chromatography (SEC). The in situ forming implants containing PLGA, ATBC, minocycline hydrochloride, HPMC and NMP were prepared and characterized in detail in vitro. Based on these results, deeper insight into the physico-chemical phenomena involved in implant formation and the control of drug release could be gained. For instance, the effects of adding HPMC to the formulations, resulting in improved implant adherence and reduced swelling, could be explained. Importantly, the in situ formed implants effectively hindered the growth of bacteria present in the patients’ periodontal pockets.Finally, the impact of the composition of the implants on system performance was investigated using advanced characterization techniques, such as EPR analysis. Interestingly, HPMC addition to shorter chain PLGA slightly decreased drug release, whereas in the case of longer chain PLGA the release rate substantially increased. These tendencies could be explained based on the mass transport kinetics during implant formation and the systems’ inner structures. Furthermore, the implants’ antimicrobial activity against microorganisms present in the periodontal pockets of patients suffering from periodontitis was evaluated. Interestingly, these systems more effectively hinder the growth of pathogenic bacteria than of physiological microorganisms. Thus, a re-colonization of the patients’ pockets with healthy flora can be expected to be favored in vivo.

Alors que l'importance des infrastructures ne fait que croître, les systèmes de détections et de traitements des attaques sont majoritairement faits pour remonter un seul type des deux grands formats d'attaques : les attaques de masses. Les attaques ciblées quant à elle, bien que d'une grande dangerosité de par leur spécificité et des profondeurs atteintes dans les systèmes, restent traités avec une certaine inefficacité par les systèmes informatiques. Pourtant il y a des équipements remontants des informations et des alertes mais les opérateurs souvent peu entraînés à la gestion des incidents se retrouvent engloutis par la quantité d'informations qu'ils leur sont remontés. Le principe de cette thèse serait de fournir des outils permettant la formation des opérateurs et un meilleur traitement des informations remontées. On approcherait le problème de la manière suivante : on va tout d'abord émuler le système informatique d'une petite entreprise avec ces différents utilisateurs et ces services informatiques. Cela servira à générer les données d'un comportement normal et régulier du système mais également le comportement d'une attaque. Une fois le système est émulé et les données sont générées on va se servir de ces données pour simuler le système selon les besoins que nous avons de la simulation. Cette simulation sera plus légère que l'émulation et sera capable de passage à l'échelle et une modification plus dynamique de l'architecture et du comportement du système. Le but étant d'avoir un outil léger et adaptable capable de simuler différents comportements et conditions d'un système d'entreprise pour être utiliser pour faire des formations d'opérateurs et des tests d'utilisation plus complet d'outil de sécurité. Le tout sera supervisé par la console de contrôle de simulation qui va gérer la simulation mais également recevoir les informations de chaque composant et de la console opérateur. Le contrôle de la simulation inclue la capacité de créer des incidents et problèmes dans le système mais également de créer des attaques à l'encontre du système. / The concern over the security of the infrastructure of a company is only growing deeper and became a source of worries for companies. They use different systems to detect and deal with attack but those systems are usually made to detect one type only of the two main type of attack: attacks made to target the largest amount of people possible. Targeted attacks are rarer but more dangerous as it penetrates deep into a system and are very specifics. However the systems used to deal with it are proved of limited efficiency. Even when they send alerts and news to the operator, there is just to much information going along with it making the often ill-trained operators unable to react and overwhelm by massive information. The goal of this thesis is to create a tool that would help to form operator but also help to test more efficiently security systems. We'll approach the problem by first emulating the infrastructure and services of a small company with its different users and services. It will be use to create the data of the regular operations and interactions of a company during normal activity but also under attack. Once the system is emulated and we collected the necessary data, we will start to simulate the system according to what we need the simulation for. This simulation would need less resources than the emulation and will be scalable and capable to be dynamically change according to the needs. The aim is to have a light tool capable to simulate different behaviors and different type of realist simulation of a system to help improve the formation of operators and also test security devices more fully. The whole would be supervised by a console of control of the simulation who will receive the information of the simulated elements and the simulated operator console. It would have the capacity to create incidents and problems into the systems along with attacks.

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

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Remodeling of mitochondria is a dynamic process coordinated by fusion and fission of the inner and outer membranes of the organelle, mediated by a set of conserved proteins. In metazoans, the molecular mechanism behind mitochondrial morphology has been recruited to govern novel functions, such as development, calcium signaling, and apoptosis, which suggests that novel mechanisms should exist to regulate the conserved membrane fusion/fission machinery. Here we show that phosphorylation and cleavage of the vertebrate-specific PP domain of the mammalian presenilin-associated rhomboid-like (PARL) protease can influence mitochondrial morphology. Phosphorylation of three residues embedded in this domain, Ser-65, Thr-69, and Ser-70, impair a cleavage at position Ser77|Ala78 that is required to initiate PARL-induced mitochondrial fragmentation. Our findings reveal that PARL phosphorylation and cleavage impact mitochondrial dynamics, providing a blueprint to study the molecular evolution of mitochondrial morphology. / Le remodelage de la morphologie et de la structure de des cristae des mitochondries est un processus dynamique régulé par un ensemble conservé de protéines qui coordonnent la « fusion » et la « fission » de la membrane interne et externe de l'organelle. Pendant l'évolution des métazoaires, les mécanismes moléculaires qui contrôlent ces processus ont été recrutés pour régler de nouvelles fonctions, tels le développement, la signalisation du calcium, et l'apoptose. Ceci suggère donc que des mécanismes, toujours inconnus, doivent exister pour réguler la machinerie de la fusion/fission des membranes mitochondriales. Dans cette étude nous démontrons que la phosphorylation et le clivage d'un domaine de la protéase rhomboide PARL (presenilin-associated rhomboid-like), lequel est présent uniquement chez les vertébrés règlent la morphologie des mitochondries. Nous montrons que la phosphorylation de trois acides aminés conservés dans ce domaine, la Ser-65, la Thr-69 et la Ser-70, empêche un clivage aux positions Ser77-Ala78 qui est requis pour initier la fragmentation mitochondriale induite par PARL. Nos résultats démontrent que la phosphorylation et le clivage de PARL ont un impact sur la dynamique des mitochondries, ce qui nous fournit un modèle pour étudier l'évolution moléculaire de la morphologie des mitochondries.

L’augmentation et la propagation alarmante de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries pathogènes sont devenues un problème important de santé publique. Pour surmonter cette situation inquiétante, il y a un besoin croissant de nouveaux agents antimicrobiens avec des modes d’action innovants. La grande majorité des espèces bactériennes utilisent des peptides pour se défendre et se protéger contre d’autres microorganismes dans leur environnement. Ces peptides antimicrobiens possèdent des spectres d’activité et modes d’action très variés et représentent une source très intéressante pour découvrir et développer des agents antibactériens efficaces. L’objectif du projet consistait à faire le design et la synthèse d’analogues du peptide antimicrobien microcine J25 pour effectuer des études structure-activité et mieux comprendre les modes d’action. Comme la microcine J25 possède une structure particulière en lasso et extrêmement difficile à reproduire de façon synthétique, la stratégie était de faire le design par approche computationnelle d’analogues capables de mimer la structure de la microcine J25 sans passer par le lasso. Après leur synthèse, ces analogues ont été utilisés dans une étude structure-activité pour mieux comprendre l’impact de la structure sur le mode d’action et identifier les parties de la microcine J25 qui sont impliquées dans le transport et les interactions avec les cibles bactériennes. / The increasing and alarming spread of antibiotic resistance by pathogenic bacteria have become an important public health problem. To overcome this worrying situation, there is a growing need for new antimicrobial agents with innovative modes of action. The vast majority of bacterial species use peptides to defend and protect themselves against other microorganisms in their environment. These antimicrobial peptides possess a wide range of activity spectra and modes of action and are a very good source to discover and develop effective antimicrobial agents. The objective of this project was to design and synthesize analogues of the antimicrobial peptide microcin J25 to perform structure-activity studies for a better understanding of its modes of action. As the microcin J25 has a particular lasso structure that is extremely difficult to replicate synthetically, the strategy was to design by computational approach analogues capable of mimicking the microcin J25’s structure without the lasso topology. After synthesis, these analogs were used in a structure-activity study to better understand the impact of the structure on the mode of action and identify parts of the microcin J25 that are involved in the transport and interactions with bacterial targets.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2015

Protocole d'entente entre l'Université Laval et l'Université du Québec à Chicoutimi / La littérature scientifique abordant les relations entre motricité, attention et inhibition est plutôt rare. L’étude des relations permet une meilleure compréhension des interactions et de leurs répercussions comportementales. Le projet de recherche vise à documenter les relations chez un groupe d’adolescents, en plus d’un sous-groupe rapportant un TDA/H. Les fonctions cognitives et motrices de 219 adolescents furent évaluées. Inhibition et attention étaient liés à la motricité par plusieurs déterminants moteurs. Ces relations étaient fortement modulées par le sexe des sujets. L’exploration chez le sous-groupe rapportant un TDA/H montrait un profil neuropsychologique typique et des fonctions motrices normales. De plus, les interactions entre fonctions motrices et cognitives de cette population étaient moins nombreuses et confinées au domaine de l’agilité. Des études ultérieures devront aborder la différence entre les sexes et les relations en présence d’un TDA/H diagnostiqué. / Scientific literature addressing the association between motor functions, attention and inhibition is scarce. Studying these relations helps better understand the interactions and their behavioural repercussions. The research project aims to document these relations in a group of teenagers and in a subgroup reporting ADHD. The cognitive and gross motor functions of 219 teenagers were assessed. Inhibition and attention were linked to several determinants of motor skills. These relations were strongly modulated by gender. The exploration using the subgroup with ADHD indicated typical neuropsychological profile and normal gross motor functions. In this sample, there were fewer interactions between gross motor skills and cognitive functions, specifically related to the agility domain. Future studies should address the effect of gender on gross motor skills and explore the association with cognitive functions in teenagers with ADHD.