Ces travaux ont pour objet l’élaboration de nouvelles structures poreuses non tissées antibactériennes. Différentes stratégies ont été développées : l’une a consisté à élaborer des mats poreux par electrospinning en utilisant un polymère biosourcé et biocompatible et l’autre voie consistait à modifier un support fibreux provenant d’un masque de protection respiratoire commercial. La méthode des assemblages par interactions ioniques en superposant de façon alternative les couches de polymères cationiques et les polymères anioniques à la surface du filtre médian en polypropylène (PP) a permis d’élaborer de nouvelles structures ayant de bonnes propriétés antioxydantes et antibactériennes. Le polymère anionique, dérivé du polymère de cyclodextrine présente l’avantage de pouvoir encapsuler un agent antimicrobien biosourcé, le carvacrol. Une autre approche a consisté à modifier des supports en PP avec de l'acide tannique, un polyphénol d'origine naturelle. Dans cette étude, deux stratégies ont été mises en place afin de fonctionnaliser le PP avec de l’acide tannique (AT). La première est l’extrusion réactive du PP avec l’AT en présence (ou non) de peroxyde de dicumyle (DCP) pour greffer directement l’acide tannique sur le PP. La deuxième stratégie consiste à polymériser l’AT au travers d’une couche poreuse de PP extraite d’un masque de protection commercial, afin de permettre l’immobilisation physique de l’AT à la surface du mat fibreux en PP. Le greffage en surface via un procédé “grafting from” a également été étudié. Ces matériaux ont montré de bonnes propriétés antiradicalaires. / The purpose of this work is to develop new antibacterial non-woven porous structures. Different strategies were developed: one was to develop porous structures by electrospinning using a biosourced and biocompatible polymer, the other was to modify a fibrous support from a commercial respiratory protection mask. Assembling materials using ionic interactions by alternatively superposing cationic polymer layers and anionic polymers on the surface of the polypropylene (PP) median filter allowed to develop new structures with good antioxidant and antibacterial properties. The anionic polymer, derived from the cyclodextrin polymer, has the advantage of being able to encapsulate a bio-based antimicrobial agent, carvacrol. Another approach was to modify PP filters with tannic acid, a naturally occurring polyphenol. In this study, two strategies were implemented to functionalize PP with tannic acid (TA). The first is the reactive extrusion of PP with TA in the presence (or not) of dicumyl peroxide (DCP) to directly graft tannic acid onto PP. The second strategy consists in polymerizing the TA through a porous layer of PP extracted from a commercial mask, in order to allow the physical immobilization of the TA on the surface of the PP fibrous mat. Surface grafting using a "grafting from" process was also studied. These materials have shown good anti-free radical properties.

Les systèmes de communication chimique constituent un élément indispensable dans l'établissement des relations intra- ou inter-espèces en milieu marin, tissant un réseau de relations entre individus, au sein d'un écosystème. Les invertébrés dépourvus de système immunitaire à mémoire et au mode de vie sessile produisent des métabolites bioactifs jouant un rôle essentiel dans la réponse aux pressions environnementales telles que la prédation et la défense vis-à-vis d'autres organismes potentiellement pathogènes. L'objectif de ces travaux a été d'identifier la présence de peptides antimicrobiens chez des mollusques bivalves et des gastéropodes d'importance commerciale. Ainsi, la recherche de molécules de défense antimicrobiennes de nature peptidique a été conduite dans des extraits acides des mollusques bivalves, Cerastoderma edule, Ruditapes philippinarum, Ostrea edulis et gastéropodes, Buccinum undatum, Littorina littorea et Crepidula fornicata, ainsi qu'à partir de l'hémolymphe de Crassostrea gigas. Les extraits ont été pré-purifiés par extraction sur phase solide C18 (SPE) et l'élution a été réalisée par 3 paliers successifs de 10%, 40% et 80% d'ACN-0,1% TFA. L'activité antibactérienne a été évaluée via la détermination de la CMI sur un ensemble de bactéries à Gram+ et à Gram- ; et l'activité antivirale a été déterminée in vitro sur le modèle virus Herpes simplex type 1/cellules Vero via la viabilité cellulaire. Les espèces C. edule, L. littorea et C. gigas se sont révélées être les espèces les plus efficaces et non cytotoxiques. Une caractérisation partielle de l'activité détectée chez ces espèces a permis de déterminer la nature peptidique des molécules actives. La purification des peptides antimicrobiens a été conduite sur l'hémolymphe de C. gigas et a permis l'identification d'un peptide dont la structure de type lantibiotique laisse présager une origine bactérienne. L'hypothèse d'une association entre C. gigas et des bactéries nous a conduit, à partir de cultures d'huîtres non axéniques, à rechercher des bactéries antagonistes dans l'hémolymphe et a permis d'isoler 2 Vibrio spp. et 3 Pseudoalteromonas spp. A partir de la bactérie Pseudoalteromonas spp. souche hCg 5, un composé actif a été partiellement caractérisé. L'ensemble de ces résultats suggère que les bactéries associées au système immunitaire pourraient jouer un rôle essentiel dans la défense des bivalves.

Des nanocomposites polyuréthane-argent (PU-Ag) ont été élaborés à l'aide de deux procédés respectueux de l'environnement et du manipulateur, dans le but de prévenir la colonisation microbienne de ces matériaux. Le premier consiste à incorporer une dispersion aqueuse de nanoparticules d'argent, réalisée ex situ, au cours du procédé de synthèse d'un PU en dispersion aqueuse. Une dispersion de nanoparticules d'argent obtenue par réduction chimique, sous micro-ondes, d'ions d'argent en présence de polyéthylèneglycol a été développée dans l'objectif d'intégrer chimiquement le PEG dans les chaînes de PU. Le second procédé réside dans la réduction photochimique, in situ, d'ions argent dans une matrice PU, en l'absence de tout autre composé chimique.La caractérisation des matériaux obtenus montre une dispersion homogène des nanoparticules d'argent avec des tailles de particules faibles (5 à 50 nm] et une activité biocide des surfaces vis-à-vis de deux souches bactériennes (Pseudomonas aeruginosa et Enterococcus faecalis) sans modification notable des propriétés physicochimiques intrinsèques du PU.

Des nanocomposites polyuréthane-argent (PU-Ag) ont été élaborés à l'aide de deux procédés respectueux de l'environnement et du manipulateur, dans le but de prévenir la colonisation microbienne de ces matériaux. Le premier consiste à incorporer une dispersion aqueuse de nanoparticules d'argent, réalisée ex situ, au cours du procédé de synthèse d'un PU en dispersion aqueuse. Une dispersion de nanoparticules d'argent obtenue par réduction chimique, sous micro-ondes, d'ions d'argent en présence de polyéthylèneglycol a été développée dans l'objectif d'intégrer chimiquement le PEG dans les chaînes de PU. Le second procédé réside dans la réduction photochimique, in situ, d'ions argent dans une matrice PU, en l'absence de tout autre composé chimique.La caractérisation des matériaux obtenus montre une dispersion homogène des nanoparticules d'argent avec des tailles de particules faibles (5 à 50 nm] et une activité biocide des surfaces vis-à-vis de deux souches bactériennes (Pseudomonas aeruginosa et Enterococcus faecalis) sans modification notable des propriétés physicochimiques intrinsèques du PU. / Two environment and human-friendly processes were developed to synthesize polyurethane-silver (PU-Ag) nanocomposites having biocide surfaces able preventing the microbial colonization.The first one, called ex-situ process, consists in incorporating a silver nanoparticles aqueous dispersion during the synthesis process of polyurethane, which is itself carried out in aqueous dispersion. In this case, the chemical reduction of silver ions under microwaves and in the presence of polyethyleneglycol was particularly developed with the aim to chemically incorporate the PEG in the PUchains. For the second process, silver ions dispersed inside a PU matrix were photochemically reduced in situ.The obtained materials exhibit a homogeneous dispersion of silver nanoparticles with small diameter (from 5 to 50 nm) without marked modification of the intrisic physomchemical properties of the PU. Lastly, the antibacterial properties of the surfaces aginst Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis were confirmed.

L'objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d'extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d'hydrolyse-condensations d'un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d'abord été développée offrant l'avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l'élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l'étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massique.

La tendance au retour vers le naturel encourage les scientifiques à rechercher de nouvelles sources d'actifs biologiques, notamment de nouveaux conservateurs et antimicrobiens biodégradables, pour les substituer aux additifs synthétiques. Ce travail est le résultat de la combinaison de l'étude chimique et biologique des huiles essentielles issues de 15 espèces aromatiques camerounaises du genre Aframomum (Zingiberaceae), utilisées couramment comme épices mais également en médecine traditionnelle.Les extraits volatils obtenus par hydrodistillation des feuilles, graines, péricarpes et racines d'échantillons représentatifs de ces 15 espèces d'Aframomum récoltés au Cameroun dans diverses zones géographiques et à différentes périodes de récolte ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse (GC/FID), chromatographie couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS) ou chromatographie chirale pour préciser la distribution énantiomérique de certains composés caractéristiques (113 échantillons d'huiles essentielles analysés au total).Le potentiel antibactérien de 41 extraits volatils et de leurs composés majeurs, isolés à partir de ces huiles essentielles et caractérisés, a été testé sur deux bactéries : Escherichia coli (Gram-) et Micrococcus luteus (Gram +) par une technique de dilution en milieu liquide; les résultats montrent une plus grande efficacité des dérivés oxygénés tels que le linalol, le géraniol, le myrténol ou le (E)-nérolidol avec l'observation, dans certains cas, d'une potentialisation de ces effets, dans les huiles essentielles, probablement par effet de synergie avec d'autres composés présents dans le mélange.Globalement, les essences des graines sont les plus efficaces, notamment celles de: A. citratum, A. dalzielii, A. pruinosum, A. letestuianum et A. polyanthum, ce qui justifie l'intérêt de leur utilisation traditionnelle dans l'alimentation ou dans la confection des préparations médicinales et ouvre des perspectives d'applications comme conservateurs naturels en agroalimentaire et dans les industries cosmétiques ou pharmaceutiques. / The antimicrobial properties of plant volatile oils have been assessed and there appears to be a revival in the use of traditional approaches to protecting livestock and food in industrial countries. This work is the result of combined chemical and biological studies of essential oils obtained from 15 Cameroonian aromatic species of the genus Aframomum (Zingiberaceae), commonly used as spices or as ingredients in traditional medicine.The volatile extracts were obtained by hydrodistillation of leaves, seeds, pericarps and rhizomes of representative samples of these 15 Aframomum species collected in different geographical zones of Cameroon; their chemical analysis was performed by gas chromatography (GC/FID), by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS) and chiral chromatography to assess the enantiomeric distribution of some characteristic components (113 samples of essential oils were analyzed in the total).The antimicrobial activities of 41 volatile extracts and of their main components, after isolation and characterization, were tested against two bacteria: Escherichia coli (Gram-) and Micrococcus luteus (Gram +) by a broth dilution technique; the results show a higher efficiency of oxygenated compounds such as linalol, geraniol, myrtenol or (E)-nerolidol, with possible synergistic interactions between components in essential oils.Globally, the seed essential oils are the most efficient, in particular those extracted from: A. citratum, A. dalzielii, A. letestuianum, A. pruinosum and A. polyanthum, justifying their traditional use in food as well as in medicinal preparations or their potential application as natural preservatives in the cosmetic, food or pharmaceutical industries.

L'émergence de bactéries multirésistantes dues à une utilisation abusive d'antibiotiques est devenue l'une des menaces les plus dangereuses pour la santé publique. Le développement de nouveaux médicaments et la recherche d'agents antibactériens non traditionnels ont conduit à la nanotechnologie en tant que solution potentielle à ce problème. Les nanoparticules d'argent (NPs d’Ag) sont largement connues pour leur effet antibactérien. Cette étude vise à synthétiser des NPs d’Ag avec différents revêtements et à relier leurs propriétés physico-chimiques à leurs activités biocides, en mettant l'accent sur la façon dont leur charge de surface (estimée par leur potentiel zêta) affecte leurs efficacités antibactériennes et anti-biofilm. Les NPs d’Ag ont été synthétisées en utilisant du citrate comme agent de stabilisation et du polyvinylpyrrolidone, du polyéthylène glycol, de la chitosane et du polyéthylèneimine comme revêtements. La Spectroscopie de Masse à Plasma Inductif de Particule Unique, la Diffusion de Lumière Dynamique et les mesures de potentiel zêta ont été utilisées pour caractériser les NPs d’Ag préparées. La caractérisation des formulations de nanoparticules a montré qu'elles avaient des diamètres similaires d'environ 10 nm et des charges allant de -46 mV à 16 mV. Les comptages de plaques d'agar et les tests de micro dilution ont montré que les NPs d’Ag synthétisées étaient très efficaces pour empêcher la croissance des cellules bactériennes Escherichia coli. Des biofilms d'E. coli ont été cultivés et exposés aux NPs d’Ag, puis vérifiés à l'aide d'une microscopie à balayage laser confocal montrant que les formulations de NP avec un potentiel zêta négatif avaient plus d'activité anti-biofilm que les NP chargées neutres ou positives. / The emergence of multidrug resistant bacteria due to the misuse of antibiotics has become one of the most dangerous threats to public health. Development of new drugs and the search for non-traditional antibacterial agents have led to nanotechnology as a potential solution to this problem. Silver nanoparticles (Ag NPs) are widely known for their antibacterial effect. This study aims to synthesize Ag NPs with different coatings and relate their physicochemical properties with their biocidal activities, with special emphasis on how their surface charge (estimated via their zeta potential) affects their antibacterial and antibiofilm efficacies. Ag NPs were synthesized using citrate as a stabilizing agent and polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, chitosan and polyethyleneimine were used as coatings. Single Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy, Dynamic Light Scattering, and zeta potential measurements were used to characterize the prepared Ag NPs. Characterization of the nanoparticle formulations showed that they had similar diameters of around 10 nm and charges ranging from -46 mV to 16 mV. Agar Plate Counts and microdilution assays showed that the synthesized Ag NPs were very effective in preventing growth of Escherichia coli bacterial cells. E. coli biofilms were grown and exposed to the Ag NPs and checked afterwards with a confocal laser scanning microscopy showing that NP formulations with a negative zeta potential had more anti-biofilm activity than neutral or positive charged NPs.

L’objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d’extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d’hydrolyse-condensations d’un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d’abord été développée offrant l’avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l’élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l’étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massique. / Polypropylene/Titanium dioxide (PP/TiO2) nanocomposites were prepared from an original method based on the hydrolysis-condensation reactions of titanium alkoxide inorganic precursor premixed with PP under molten conditions. The synthesis is based on sol-gel method without solvent through extrusion process. A second treatment in hot water was applied in order to improve final conversion degree. First, hydrolysis-condensation reactions of titanium n-butoxide precursor were studied in model medium. Based on a kinetic equation carried out in the model medium, then the synthesis of titanium dioxide particles was transposed and modelled in polypropylene medium with high molar mass. Chemical, structural and morphological analyses highlight the in situ synthesis of bactericides PP/TiO2 nanocomposites andpresenting a particular morphological and rheological behaviour.

Introduite depuis l'Amérique du sud au début du XIXème siècle à Montpellier, les Ludwigia, hydrophytes amphibies, ont depuis envahi toute la France. L'objectif de nos recherches a été la possibilité de valoriser leurs tonnes annuelles de biomasse polluante. Ainsi, notre étude s'est centrée sur la mise en évidence des capacités antibactériennes et antioxydantes de L. grandiflora (durant deux cycles de développement) et de L. peploides (durant une période de floraison). Les extraits bruts de leurs différents organes se sont montré actifs contre 14 souches de bactéries Gram + ou Gram-, potentiellement pathogènes. Ainsi, les meilleurs résultats ont été obtenus avec les extraits des organes des plantes en période de floraison. Les capacités antibactériennes de L. grandiflora sont apparues supérieures à celles de L. peploides. De même, les extraits des fleurs et des feuilles ont été les plus inhibiteurs. Certains d'entre eux se sont montrés plus actifs que six antibiotiques communs. L'activité antioxydante totale a également été mise en évidence et suivie durant le cycle de développement des deux Ludwigia. Les EC50 sont même très basses, et parfois concurrentielles de celle obtenue avec le Trolox, le témoin utilisé. Les fractionnements bioguidés effectués ont permis d'isoler des fractions plus actives que l'extrait brut. Toutefois, les analyses par spectrométrie de masse (SM) et de spectroscopie (RMN 1D, IR) n'ont pas permis de pouvoir à ce stade en déterminer les molécules actives. Nos travaux, novateurs, ouvrent cependant des perspectives de valorisation dans les domaines de la Pharmaceutique, de la Cosmétique et de l'alimentation, et, également en écologie. / Introduced from South America in the early nineteenth century in Montpellier, Ludwigia, amphibious hydrophytes have since invaded the whole of France. The objective of our research was to study the possibilities to enhance the annual tons of biomass clean their beds. Thus, our study focused on the identification of antibacterial and antioxidant capacitiesof L. grandiflora (for two development cycles) and of L. peploides (during a period of flowering) in herbarium southern France. It was found that crude extracts of their different organs are shown active against 14 strains Gram+ and Gram- potentially pathogenic bacteria. The best results were obtained with extracts of plant organs during flowering. In general, the antibacterial capacity of L. grandiflora appeared superior to those of L. peploides. Similarly, extracts of flowers and leaves were the most inhibitors. Some of them were more active than six common antibiotics, some very powerful, against 14 strains tested. The total antioxidant activity was also highlighted and followed during the development cycle of both Ludwigia. The EC50 is even very low, and sometimes competing that obtained with Trolox, the control used. The guided bio splits made during this preliminary study led to the isolation of the most active fractions as the crude extract. However, analysis by mass spectrometry (MS) and spectroscopy (1DNMR, IR) did not allow this time to be able to determine the active molecules. Our innovative study, yet provide opportunities for enhancement in the areas of Pharmaceutical, Cosmetics and alimentation, and also for research in phytochemistry and ecology.

La thèse a été réalisée en cotutelle entre le Centre de biophysique moléculaire, CNRS UPR 4301, conventionné avec l'Université d'Orléans et l'Université TUM de Munich.<br />La gelée royale est produite dans les glandes des abeilles nourricières Apis mellifera par digestion partielle de pollen et de nectar. La gelée royale joue un rôle clé dans la reproduction, la croissance, l'immunité et l'organisation sociale des abeilles. Elle constitue également une source potentielle de nombreuses molécules à vocation pharmaceutique.<br />Le candidat a analysé des gelées royales d'origines botaniques et géographiques bien définies. Des fractions de peptides et de protéines ont été isolées à l'aide de multiples techniques physico-chimiques. Ces fractions se sont avérées présenter des propriétés antimicrobiennes. Le candidat a également examiné les possibilités d'application pharmaceutique des fractions de gelée royale qu'il a isolées.