La coquille de l’œuf est un biominéral qui protège l’embryon au cours de son développement. La coquille se forme dans l’utérus de poule et est constituée majoritairement de carbonate de calcium (CaCO3) et d’une faible proportion de matrice organique. La formation de la coquille requiert de grandes quantités de calcium et de bicarbonates, dont l’apport est le résultat de transports trans-épithéliaux importants dans l’endothélium utérin. La matrice organique joue un rôle fonctionnel important au niveau de la formation de la coquille et dans l’établissement de ses propriétés mécaniques remarquables. L’objectif de ce travail de thèse a été d’identifier les gènes et protéines de l’utérus impliqués dans le transfert minéral, la calcification de la coquille et la protection antimicrobienne de l’œuf de poule. Pour ce faire, nous avons utilisé des puces à ADNc pour une identification globale des gènes spécifiquement exprimés dans l’utérus, lors de la calcification de la coquille. Cette approche transcriptomique a été basée sur la séquence spatiale et temporelle de la synthèse et des secrétions des constituants de l’œuf le long de l’oviducte. L'expression des gènes de l'utérus pendant la minéralisation de la coquille a été comparée à celle du magnum et de l’isthme impliqués respectivement dans la synthèse du blanc et des membranes coquillières. Cette étude révèle 605 transcrits spécifiquement surexprimés dans l'utérus. Ces transcrits correspondent à 469 gènes et 437 protéines. L’analyse de la fonction des transcrits utérins met en évidence une surexpression importante des gènes codant des protéines impliquées dans le transport et/ou la liaison aux ions. L’approche transcriptomique identifie également 54 protéines avec un signal peptide, donc potentiellement sécrétées pour être déposées dans la coquille pour jouer un rôle biologique. L’analyse des fonctions potentielles de ces 54 protéines sécrétées, à l’aide des domaines protéiques et des données bibliographiques a permis un classement en quatre groupes. De nombreuses protéines présentent une capacité à lier les ions et notamment le calcium, et pourraient donc être impliquées dans le contrôle de la minéralisation de la coquille. Plusieurs protéines présentent également une activité antimicrobienne potentielle ou avérée. Un troisième groupe de protéines est constitué de protéases et anti-protéases qui pourraient jouer un rôle essentiel dans la régulation de l’activité des protéines impliquées dans la biominéralisation de la coquille. Enfin un ensemble de protéines joueraient un rôle dans le repliement protéique nécessaire à la minéralisation ordonnée. L’approche transcriptomique a également permis l’identification de nouvelles protéines impliquées dans les transports ioniques trans-épithéliaux. Leur implication dans l’apport des précurseurs minéraux de la coquille a été confirmée et testée en comparant leur expression à deux autres tissus (magnum et duodénum) où les transferts trans-épithéliaux en calcium et en bicarbonates sont respectivement faibles et forts. Cette approche a identifiée 33 gènes essentiels à l’apport du calcium et des ions bicarbonates. Ce travail constitué la base d’un schéma global et cohérent de l’apport des constituants minéraux nécessaires à la formation de la coquille dans l’utérus. / The chicken eggshell is a biomineral which protects the embryo during its development. The eggshell formation takes place in the hen’s uterus. The eggshell mainly contains calcium carbonate (CaCO3) and a few amount of organic matrix. The eggshell formation required high calcium and bicarbonate ions, which are provided by important trans-epithelial transports through the uterine endothelium. The organic matrix plays an important role in the eggshell fabric and in the establishment of its remarkable mechanical properties.The aim of this PHD study was to identify the genes and proteins of the uterus, involved in the mineral transfer, the eggshell calcification and the antimicrobial protection of the egg. We have used cDNA microarrays to allow a global identification of genes specifically expressed in the uterus during the process of eggshell calcification. In this transcriptomic approach, we have used the spatial and temporal sequence of synthesis and secretions of the egg components along the oviduct. The expression of genes in the uterus was compared during the mineralization of the eggshell with magnum and isthmus tissues, which are involved in the egg white synthesis and the eggshell membranes deposit respectively. This study revealed 605 specifically over expressed transcripts in uterus, which are corresponding to 469 genes and 437 proteins. Uterine transcripts analysis highlighted an important over expression of genes coding ion transports and ion binding proteins. The transcriptomic approach also revealed 54 proteins with a signal peptide, potentially secreted to be deposited in the eggshell to play a biological role. These 54 secreted proteins were classified according to their putative biological functions using protein databases and bibliographic data. Among these proteins, many exhibited calcium and ion binding properties, and consequently could be implied in the control of the eggshell mineralization. Several proteins also present antimicrobial activities. A third group of proteins consists of proteases and anti-protease, which could play a crucial role in the control of the biomineralization of the eggshell. Finally, a group of proteins might be involved in proper folding of the eggshell matrix proteins, which is important to ordered mineralization. The transcriptomic approach also allowed the identification of new proteins involved in uterine trans-epithelial ion transports. Their involvement in supplying eggshell precursors was confirmed by comparing their expression with two other tissues (magnum and duodenum), in which calcium and bicarbonate trans-epithelial transfers are weak and strong respectively. This approach allowed the identification of 33 important genes involved in calcium and bicarbonate ions supplies, a prerequisite needed for the eggshell calcification. This work produced a global and coherent description of the mechanisms supplying the mineral for uterine eggshell formation.

L’objectif de ce travail était de développer des films antimicrobiens à base de poly(alcool vinylique)(PVOH) réticulés par de l’acide citrique (CTR). La démarche choisie a consisté à incorporer dans le polymère du benzoate de sodium (NaBz), seul ou sous forme de complexe avec l’hydroxypropyl-β-cyclodextrine (HPβCD). La combinaison des fonctions résiduelles du CTR greffé sur le polymère et du NaBz libre permet d’envisager des effets antimicrobiens par contact et par diffusion. Les films ont été réalisés par casting à partir de solutions aqueuses et réticulés par un traitement thermique. La réaction de réticulation a été mise en évidence et suivie à travers l’étude des composés résiduels, l’évolution de la Tg et des fonctions COOH résiduelles en fonction du temps de réticulation. L’étude de différentes compositions a permis de sélectionner les concentrations de 20 et 30 wt% en CTR pour un compromis entre réticulation suffisante et ductilité du film préservée. Le temps nécessaire pour lier l’ensemble des réactifs diminue avec l’augmentation de la température ou de la quantité de CTR. La réaction de réticulation n’est pas modifiée par la présence d’HPβCD. Avec l’ajout de CTR ou d’HPβCD et la réticulation, les films restent faiblement perméables à O2 et fortement perméables à la vapeur d’eau. Concernant la libération du NaBz dans l’eau, la cinétique est ralentie à partir de 360 min de réticulation et de 20 wt% de CTR. L’HPβCD n’a pas d’influence sur la cinétique de libération mais a permis de doubler la quantité libérée. L’activité antimicrobienne par contact et par diffusion a été mise en évidence pour la majorité des films contre l’ensemble des microorganismes étudiés. / The aim of this work was to develop antimicrobial films based on polyvinyl alcohol (PVOH) crosslinked by citric acid (CTR). In our approach, sodium benzoate (NaBz) was introduced in polymer, alone or in complex form with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD). Both CTR residual functions grafted on polymer and free NaBz are expected to provide antimicrobial effects by contact and diffusion. Films were elaborated by casting from aqueous solutions and crosslinked by heat treatment. Crosslinking reaction has been highlighted and followed through the study of residual reagents, the evolution of Tg and residual COOH functions according to crosslinking time. From this investigation, a compromise between sufficient crosslinking and preserved film ductility has been found for a CTR concentration between 20 and 30 wt%. The time required to bind all of the reagents decreases with the increase of temperature or amount of CTR. The crosslinking reaction was not modified by the presence of HPβCD. With the addition of CTR or HPβCD and the crosslinking step, the films remain slightly permeable to O2 and highly permeable to water vapor. Considering the NaBz release in water, kinetics is slowed from 360 min of crosslinking and 20 wt% CTR. HPβCD has no major influence on the kinetics of release but allow to double released amount. Antimicrobial activity by contact and diffusion has been demonstrated for the majority of films against all studied microorganisms.

La voie de signalisation impliquant l’interleukine (IL)-22 a un rôle majeur dans le maintien des fonctions de barrière des surfaces exposées du corps humain. Elle est indispensable pour la promotion de l'immunité antimicrobienne épithéliale, de l'inflammation et de la réparation tissulaire. Des situations pathologiques impliquant une altération de cette voie de signalisation ont déjà été décrites, mais rarement au niveau pulmonaire. Ce travail étudie cette voie de signalisation dans trois pathologies respiratoires. Lors de la broncho-pneumopathie chronique obstructive, un excès de sécrétion de protéases à sérine secondaire au recrutement de neutrophiles est responsable d’une protéolyse du récepteur à l’IL-22. Cette protéolyse inhibe les mécanismes de défense épithéliale dépendante de l’IL-22. Lors d’infection pulmonaire à P. aeruginosa, un facteur de virulence sécrété par cette bactérie dégrade l’IL-22 et inhibe la sécrétion épithéliale de peptides antimicrobiens. Enfin, une surexpression du récepteur à l’IL-22 a été observée dans le cancer du poumon non à petites cellules. Cette surexpression est associée à une surmortalité. / The (interleukin) IL-22/IL-22 receptor (R) pathway is critical in the maintenance of barrier function at exposed surface of the body. This pathway is also essential to promote innate mucosal immunity, inflammation and tissue homeostasis. Dysregulation of IL-22/IL-22R pathway has been described in human diseases, but has been barely studied in respiratory pathologies. This work reveals three lung diseases with altered IL-22/IL-22R pathway. During chronic obstructive pulmonary disease, the proteolytic action of neutrophil-derived enzymes cleave the IL-22R and inhibit IL-22-mediated epithelial cell response. Next, we demonstrated that P. aeruginosa used its own proteolytic system to escape from host defenses through the proteolysis of IL-22 leading to negative regulation of antimicrobial peptides. Finally, we observed that higher IL-22R expression is correlated with squamous cell lung carcinoma and is associated with increase mortality.

Les contaminations des surfaces constituent un problème majeur de santé public rencontré dans plusieurs secteurs tels que les milieux hospitaliers et l’industrie alimentaire. Cette contamination consiste en l’adhésion de bactéries pathogènes ou opportunistes qui peuvent former des biofilms. Ces biofilms sont potentiellement des sources de développement et de prolifération des bactéries. Une voie efficace de lutte contre la contamination microbienne est l’élaboration de surfaces bactéricides visant à empêcher ou diminuer l’adhésion bactérienne. Basé sur le savoir-faire du laboratoire de Chimie des Substances Naturelles dans le domaine des polysaccharides, nous avons entrepris d’élaborer des supports antibactériens en fixant de manière covalente des molécules aux propriétés antibactériennes sur des fibres lignocellulosiques de pâte à papier (la pâte Kraft). Le lien triazole formé est stable vis-à-vis de l’hydrolyse acide ou basique, et subsiste dans des conditions oxydantes et réductrices. Nous avons choisi de nous intéresser dans un premier temps à la fixation de manière covalente d’un antibactérien commercial connu, le triclosan, sur des fibres lignocellulosiques de la pâte à papier ; puis dans une deuxième approche nous nous sommes orientés vers la fixation de porphyrines sur ces supports. Enfin dans une troisième approche, nous avons fixés des molécules aromatiques qui n’acquièrent leur potentiel antimicrobien qu’après greffage sur le support via le lien triazole. L’étude de l’effet antimicrobien des différents matériaux a montré pour une activité bactéricide du matériau Pâte Kraft-triclosan vis-à-vis notamment de trois souches fréquemment trouvées en milieu hospitalier: Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus et Escherichia coli ; Dans le cas du greffage de photosensibilisateurs, seul le matériau pâte Kraft-Porphyrine neutre a permis une photoinactivation des souches après irradiation. / Surface contamination by pathogens constitutes a major public health problem encountered in many areas such as hospitals, environment and food industry. This contamination consists in the adhesion of pathogenic or opportunistic bacteria that can attach to a biotic or abiotic surface and lead to the formation of biofilm. An effective way to fight against microbial contamination is the development of antibacterial surfaces, in order to prevent or reduce bacterial adhesion. Based on the expertise of the Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles in the field of polysaccharides, we have undertaken the development of antibacterial materials by grafting through covalent bonds molecules presenting antibacterial properties onto lignocellulosic fibers (in this case Kraft pulp fibers). Triazoles are resistant to acid and basic hydrolysis, reductive and oxidative conditions. This moiety is also relatively resistant to metabolic degradation and is not posing particular toxicity problems. The study of the antibacterial effect has shown a bactericidal activity of the triclosan-Kraft pulp sheet against three strains frequently found in hospitals: Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus and Escherichia coli. In the case of grafting photosensitizers, only the neutral porphyrin-Kraft pulp sheet material displayed a strong photobactericidal activity after irradiation.

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E. coli avec potentiel zoonotique pourrait éclore dans les réservoirs porcins et avicoles. Cette étude consiste à examiner la présence de souches E. coli porteuses de gènes virulents associés aux STEC (E. coli producteurs de Shiga-toxines), EPEC (E. coli entéropathogène), et ExPEC (E. coli pathogène extra-intestinal) chez les porcs et volailles élevés au Vietnam. Des prélèvements d’excréments et de carcasses ont été effectués dans des fermes et abattoirs porcins et avicoles sélectionnés où les animaux ont été suivis de l’élevage à l’abattage. Un total de 13,1% des souches, toutes sources confondues, ont été catégorisées comme potentiellement contaminées par ExPEC, possédant un ou plusieurs gènes de virulence iucD, tsh, papC et cnf. Peu d’isolats d’autres pathotypes ont été observés. Tous les gènes de virulence ExPEC, à l’exception de cnf, ont été identifiés plus fréquemment dans les isolats de fèces et carcasses avicoles que dans les isolats porcins. Même constatation pour le groupe du phylogénétique D. Une multirésistance aux médicaments a été régulièrement observée chez les deux isolats ExPEC. Les isolats de fèces de volailles ont souvent été associés à une résistance à l’acide nalidixique et à la ciprofloxacine (P<0.05), de même qu’au gène blaTEM, alors que les gènes qnr et aac(6’)-Ib ont peu été rencontrés des deux côtés. Cette étude démontre que les isolats ExPEC avicoles sont potentiellement plus pathogèniques que ceux porcins et que les isolats ExPEC de carcasses porcines et avicoles peuvent provenir de leurs excréments par la contamination associée au processus d'abattage. Ainsi, la volaille, particulièrement, serait un facteur de transmission de souches ExPEC zoonotiques. / Zoonotic potential pathogenic Escherichia coli could arise from poultry and pig reservoirs. The aim of this study is to investigate the occurrence of E. coli strains carrying virulence genes associated with STEC (Shiga toxin-producing E. coli), EPEC (Enteropathogenic E. coli), and ExPEC (Extraintestinal pathogenic E. coli) in pigs and poultry on-farm and at abattoirs in Vietnam. Samples of feces and carcasses were collected at selected pig and poultry farms and abattoirs, in which animals were traced from farms to the abattoir. A total of 13.1% strains from all sources were classified as potential ExPEC, possessing one or more virulence genes iucD, tsh, papC and cnf. Few isolates of other pathotypes were observed. All ExPEC virulence genes, except cnf, were more frequently found in isolates from poultry than in isolates from pigs. A higher proportion of ExPEC isolates belonging to phylogenetic group D was observed in poultry. Multi-drug resistance was frequently observed in ExPEC isolates from both pigs and poultry. Nalidixic acid and ciprofloxacin resistance were significantly associated with poultry feces isolates (P<0.05). blaTEM gene was more frequently associated with poultry isolates, whereas qnr and aac(6’)-Ib genes were present at low prevalence in pig and poultry isolates. This study demonstrates that poultry ExPEC isolates are potentially more pathogenic than pig ExPEC isolates, and ExPEC isolates in pig and poultry carcasses may originate from pig and poultry feces, due to contamination associated to slaughtering process. Thus, meats particularly from poultry, might be a vehicle for transmission of zoonotic ExPEC strains.

E. coli avec potentiel zoonotique pourrait éclore dans les réservoirs porcins et avicoles. Cette étude consiste à examiner la présence de souches E. coli porteuses de gènes virulents associés aux STEC (E. coli producteurs de Shiga-toxines), EPEC (E. coli entéropathogène), et ExPEC (E. coli pathogène extra-intestinal) chez les porcs et volailles élevés au Vietnam. Des prélèvements d’excréments et de carcasses ont été effectués dans des fermes et abattoirs porcins et avicoles sélectionnés où les animaux ont été suivis de l’élevage à l’abattage. Un total de 13,1% des souches, toutes sources confondues, ont été catégorisées comme potentiellement contaminées par ExPEC, possédant un ou plusieurs gènes de virulence iucD, tsh, papC et cnf. Peu d’isolats d’autres pathotypes ont été observés. Tous les gènes de virulence ExPEC, à l’exception de cnf, ont été identifiés plus fréquemment dans les isolats de fèces et carcasses avicoles que dans les isolats porcins. Même constatation pour le groupe du phylogénétique D. Une multirésistance aux médicaments a été régulièrement observée chez les deux isolats ExPEC. Les isolats de fèces de volailles ont souvent été associés à une résistance à l’acide nalidixique et à la ciprofloxacine (P<0.05), de même qu’au gène blaTEM, alors que les gènes qnr et aac(6’)-Ib ont peu été rencontrés des deux côtés. Cette étude démontre que les isolats ExPEC avicoles sont potentiellement plus pathogèniques que ceux porcins et que les isolats ExPEC de carcasses porcines et avicoles peuvent provenir de leurs excréments par la contamination associée au processus d'abattage. Ainsi, la volaille, particulièrement, serait un facteur de transmission de souches ExPEC zoonotiques. / Zoonotic potential pathogenic Escherichia coli could arise from poultry and pig reservoirs. The aim of this study is to investigate the occurrence of E. coli strains carrying virulence genes associated with STEC (Shiga toxin-producing E. coli), EPEC (Enteropathogenic E. coli), and ExPEC (Extraintestinal pathogenic E. coli) in pigs and poultry on-farm and at abattoirs in Vietnam. Samples of feces and carcasses were collected at selected pig and poultry farms and abattoirs, in which animals were traced from farms to the abattoir. A total of 13.1% strains from all sources were classified as potential ExPEC, possessing one or more virulence genes iucD, tsh, papC and cnf. Few isolates of other pathotypes were observed. All ExPEC virulence genes, except cnf, were more frequently found in isolates from poultry than in isolates from pigs. A higher proportion of ExPEC isolates belonging to phylogenetic group D was observed in poultry. Multi-drug resistance was frequently observed in ExPEC isolates from both pigs and poultry. Nalidixic acid and ciprofloxacin resistance were significantly associated with poultry feces isolates (P<0.05). blaTEM gene was more frequently associated with poultry isolates, whereas qnr and aac(6’)-Ib genes were present at low prevalence in pig and poultry isolates. This study demonstrates that poultry ExPEC isolates are potentially more pathogenic than pig ExPEC isolates, and ExPEC isolates in pig and poultry carcasses may originate from pig and poultry feces, due to contamination associated to slaughtering process. Thus, meats particularly from poultry, might be a vehicle for transmission of zoonotic ExPEC strains.

Dans ce travail nous avons réalisé une évaluation de la composition et des activités biologiques des HEs extraites de L. stoechas récoltées sur 11 sites dans le nord de l'Algérie. Les HEs ont été analysées par GC/FID et GC/MS, où un total de 121 composés ont été identifiés, représentant de 69.88 à 91.2% du contenu total de l'huile. Les principaux constituants étaient le fenchone (11.27-37.48%), le camphre (1.94-21.8%), le 1,8-cinéol (0.16-8.71%) et le viridiflorol (2.89-7.38%). Les activités biologiques in vitro ont démontré que les activités de piégeage du radical DPPH et l’oxydation des lipides du couple β- carotène/acide linoléique différaient d’un facteur 8 et étaient liées à différents ensembles de molécules. Nos 11 HEs ont présenté de bonnes activités antimicrobiennes envers la plupart des 16 souches pathogènes testées à des valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) allant de 0.16 à 3.5 mg/ml. A l’aide d’amorces dégénérées nous avons isolé trois ADNc en pleine longueur, LpFENS, LpPINS et LpGEAS, de feuilles de L. pedunculata. Six ADNc homologues en pleine longueur, LSFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS et LvGEAS, ont été également isolés des feuilles de L. stoechas et L. viridis en utilisant des amorces spécifiques aux trois premiers ADNc clonés. L’expression hétérologue dans E. coli et l’analyse de l’activité catalytique par GC/MS des enzymes natives recombinantes purifiées de ces TPSs ont permis leur caractérisation fonctionnelle en tant que, α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS et LvFENS), α-pinène synthases (LpPINS, LsPINS et LvPINS) et germacrène A synthase (LpGEAS, LsGEAS et LvGEAS) / In this work, we have assessed the composition and the biological activities of essential oils (EO) extracted from L. stoechas collected from 11 locations in northern Algeria. The oils were analyzed by GC/FID and GC/MS. A total of 121 compounds were identified that accounted for 69.88-91.2 % of the total oil contents. Major components were fenchone (11.27-37.48 %), camphor (1.94-21.8 %), 1,8-cineol (0.16-8.71 %) and viridiflorol (2.89-7.38 %). In vitro biological activities demonstrated that the DPPH-based radical scavenging and the β-carotene/linoleic acid-based lipid anti-oxidation activities differed by an 8 fold factor and were linked to different sets of molecules in different EOs. Our 11 EOs exhibited good antimicrobial activities against most of the 16 tested strains of pathogenic bacteria, filamentous fungi and yeast at minimum inhibition concentration (MIC) values of 0.16 to 3.5 mg/ml. The use of degenerate primers allowed us to isolate three full-length cDNAs, LpFENS, LpPINS and LpGEAS, from the leaves of L. pedunculata. Six full-length homologous cDNAs, LsFENS, LsFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS and LvGEAS were also isolated from the leaves of L. stoechas and L. viridis with specific primers designed on the cDNAs previously cloned. Heterologous expression in E. coli and GC/MS analysis of the catalytic activity of native recombinant enzymes of these TPSs have led to their functional characterization as α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS and LvFENS), α-pinene synthases (LpPINS, LsPINS and LvPINS) and germacrene A synthases (LpGEAS, LsGEAS and LvGEAS)

Dans ce travail nous avons réalisé une évaluation de la composition et des activités biologiques des HEs extraites de L. stoechas récoltées sur 11 sites dans le nord de l'Algérie. Les HEs ont été analysées par GC/FID et GC/MS, où un total de 121 composés ont été identifiés, représentant de 69.88 à 91.2% du contenu total de l'huile. Les principaux constituants étaient le fenchone (11.27-37.48%), le camphre (1.94-21.8%), le 1,8-cinéol (0.16-8.71%) et le viridiflorol (2.89-7.38%). Les activités biologiques in vitro ont démontré que les activités de piégeage du radical DPPH et l'oxydation des lipides du couple β- carotène/acide linoléique différaient d'un facteur 8 et étaient liées à différents ensembles de molécules. Nos 11 HEs ont présenté de bonnes activités antimicrobiennes envers la plupart des 16 souches pathogènes testées à des valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) allant de 0.16 à 3.5 mg/ml. A l'aide d'amorces dégénérées nous avons isolé trois ADNc en pleine longueur, LpFENS, LpPINS et LpGEAS, de feuilles de L. pedunculata. Six ADNc homologues en pleine longueur, LSFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS et LvGEAS, ont été également isolés des feuilles de L. stoechas et L. viridis en utilisant des amorces spécifiques aux trois premiers ADNc clonés. L'expression hétérologue dans E. coli et l'analyse de l'activité catalytique par GC/MS des enzymes natives recombinantes purifiées de ces TPSs ont permis leur caractérisation fonctionnelle en tant que, α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS et LvFENS), α-pinène synthases (LpPINS, LsPINS et LvPINS) et germacrène A synthase (LpGEAS, LsGEAS et LvGEAS)

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal