Les peptides antimicrobiens (PAMs) cationiques sont des molécules amphipatiques conservées chez une grande diversité d'espèces vivantes. Ils participent ainsi à la défense immunitaire de nombreux organismes incluant les bactéries, les insectes, les plantes et les vertébrés. En plus de leur activité microbicide directe dirigée contre un large spectre de pathogènes, la plupart des PAMs cationiques sont désormais connus pour exercer des fonctions immunomodulatrices sur les réponses innée et adaptative. Notre équipe a récemment découvert et isolé un nouveau PAM à partir du venin de la fourmi Tetramorium bicarinatum, nommé P17. Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés immunomodulatrices du P17 sur la réponse immunitaire innée médiée par les macrophages. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à sa capacité à moduler la différenciation de macrophages dérivés de monocytes humains (h-MDM) ainsi que leurs fonctions fongicides associées vis-à-vis d'une levure opportuniste majeure Candida albicans (C. albicans). Nous avons ainsi pu mettre en évidence que le P17 oriente la différenciation des h-MDM vers un phénotype alternatif caractérisé par la surexpression des récepteurs lectine de type C (CLRs) tels que Dectine-1 et le récepteur mannose (MR). De manière intéressante, nous avons mis en évidence que la surexpression de ces deux récepteurs à la surface des h-MDM activés par le P17 nécessite la mobilisation de l'acide arachidonique et la production de leucotriène B4 (LTB4). Nous avons également démontré que ce métabolite de l'AA conduit à l'activation du récepteur nucléaire PPARƴ, facteur clé de l'activation alternative des macrophages et de l'expression des CLRs associée à ce phénotype. Au cours de ce travail, nous avons démontré que les h-MDM polarisés par le P17 présentent une meilleure capacité à éliminer C. albicans. En effet, ces h-MDM activés par le P17 ont une capacité de reconnaissance, par les CLRs Dectine-1 et MR, et de phagocytose de C. albicans augmentée. De plus, l'étude des mécanismes microbicides conduisant à l'élimination de C. albicans révèle que les h-MDM activés par le P17 produisent de fortes quantités d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et d'IL-1ß via l'inflammasome. Ainsi, ce travail met en évidence que l'induction de l'activité fongicide des h-MDM par le P17 est dépendante de l'axe LTB4/ PPARƴ/Dectine-1-MR. Nous avons finalement confirmé ces données in vivo sur un modèle de candidose gastro-intestinale induite chez des souris traitées par voie intra-péritonéale par P17 ou non. Les résultats obtenus ont révélé que les souris traitées par P17 étaient plus résistantes à l'infection gastro-intestinale à C. albicans. La diminution de la charge fongique au niveau du cæcum des souris traitées par le P17 est associée à une meilleure efficacité de leurs macrophages à phagocyter C. albicans, à produire des ROS et à tuer C. albicans. Ainsi, ces résultats identifient le P17 comme un activateur original des propriétés antifongiques des macrophages agissant en aval de la voie permettant l'induction de l'expression des CLRs via PPARƴ. Ces données révèlent pour la première fois l'implication d'un PAM dans le contrôle de la différenciation des macrophages et leurs fonctions microbicides. / Cationic antimicrobial peptides (AMPs) are evolutionary small and amphipatic conserved molecules which are involved in the immune defense of a wide range of organisms, including bacteria, insects, plants and vertebrates. Beside their direct microbicidal activity against pathogens, most of them are known to exert immunomodulatory functions on innate and adaptive immune cells. Here we evaluated the immunomodulatory properties of an original cationic AMP, named P17, discovered and isolated by our team from the ant Tetramorium bicarinatum venom. We have focused on its efficiency to modulate human monocyte-derived macrophages (h-MDM) differentiation and its capacity to provide them an antifungal activity against the main opportunistic yeast Candida albicans (C. albicans). We showed that P17 directed h-MDM polarization toward an alternative phenotype characterized by mannose (MR) and dectin-1 C-type lectin receptors (CLRs) upregulation. Interestingly, we demonstrated that this upregulation of MR and Dectin-1 in P17-treated h-MDM requires AA mobilization and leukotriene B4 (LTB4) synthesis, essential for PPAR activation. We also demonstrated that this AA metabolite led to the PPARƴ nuclear receptor activation which is a key factor of macrophages alternative activation and the associated CLRs expression. In this study, we observed that P17-activated h-MDM exhibited an improved capacity to eliminate C. albicans. Indeed, these P17-polarized macrophages displayed an increased ability to recognize and phacocyte yeasts. Furthermore, the study of microbicidal mechanisms leading to C. albicans clearance revealed that P17-activated h-MDM produced reactive oxygen species (ROS) and inflammasome-dependant IL-1ß in high amounts. These mechanisms induction in P17-polarized h-MDM was dependent on the LTB4/ PPARƴ/Dectin-1-MR axis. Finally, these data were supported by in vivo experiments demonstrating that P17-treated mice infected with C. albicans developed less severe gastrointestinal infection related to a higher efficiency of their macrophages to engulf C. albicans, to produce ROS and to kill yeasts. Altogether, these results identify P17 as an original activator of the fungicidal response of macrophages that acts downstream the pathway leading to CLRs expression through PPARƴ activation.

Les organismes vivants produisent des peptides antimicrobiens (PAMs) pour se protéger contre les microbes. La résistance croissante aux antibiotiques nécessite le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et les PAMs sont des candidats prometteurs pour résoudre ce problème. Ils possèdent une activité à large spectre et leur principal mécanisme d'action par perméation de la membrane engendre peu de phénomènes de résistance. Néanmoins, leur faible biodisponibilité empêche leur utilisation. Certaines limitations peuvent être surmontées en développant des mîmes de PAMs qui conservent leur activité mais avec un potentiel thérapeutique accru. Les peptoïdes (oligomères de N-alkylglycine) structurés en hélice cationique amphiphile sont de bons mimes de PAMs. Les peptoïdes sont plus flexibles que les peptides en raison de l'isomérie cis/trans des amides N,N-disubstitués ; cependant la conformation des amides peut être contrôlée par un choix judicieux des chaînes latérales. Le but de cette thèse est d'étudier l'influence de chaînes latérales(hydrophobes ou cationiques) bloquant la conformation des amides en cis et induisant une structure hélicoïdale de type PolyProline I (PPI) robuste, sur l’activité antibactérienne et la sélectivité de peptoïdes. La conception, la synthèse et l’étude conformationnelle de nouveaux oligomères peptoïdes cationiques portant des chaînes latérales de type tert-butyle et/ou triazolium ont été réalisées. Dans un premier temps, la synthèse en solution d'oligomères à base de tert-butyle a été développée puis une stratégie de synthèse en phase solide a été mise en place pour accéder aux oligomères à base de 1,2,3-triazolium. Ensuite, ces nouveaux oligomères ont été évalués pour leur activité vis à vis d’un panel de bactéries Gram-positive et Gram-négative, leur l'activité antibiofilm et leur sélectivité cellulaire. Enfin, pour visualiser les effets des peptoïdes amphiphiles sur les bactéries, une étude de microscopie a été réalisée. / Living organisms produce antimicrobial peptides (AMPs) to protect themselves against microbes.The growing problem of antimicrobial resistance calls for new therapeutic strategies and the natural AMPs have shown ground-breaking potential to address that issue. They show broad-spectrum activity and their main mechanism of action by bacterial cell membrane disruption implies low emergence of resistance which makes them potent candidates for replacing conventional antibiotics. Nevertheless, few hurdles are impeding their use, notably poor bioavailability profile. Some of these limitations can be overcome by developing peptidomimetics of AMPs which exhibit antibacterial activities together with enhanced therapeutic potential. Peptoids (i.e. N-alkyl glycine oligomers) adopting cationic amphipathic helical structures are mostly competent AMP mimetics. From a conformational point of view, peptoids are fundamentally more flexible than peptides primarily due to the cis/trans isomerism of N,N-disubstituted amides but studies in this area have shown that cis amide conformation can be controlled by careful choice of side-chain to set a PolyProline I-type helical structure of peptoids. In this thesis, the genesis of novel amphipathic cationic peptoids carrying cis-directing tert-butyl and/or triazolium-type side-chains and their untapped potential to act against bacteria will be discussed comprehensively. First, the solutionphase synthesis of tert-butyl-based oligomers was developed. Second, novel method of solid-phase submonomer synthesis was optimised to access 1,2,3-triazolium-based oligomers. Then, the synthesised cationic oligomers were evaluated for their antibacterial potential, followed by antibiofilm activity and cell selectivity assays. In the end, to have insights on the mode of action of amphipathic peptoids, microscopy was carried out.

Mycoplasma hyopneumoniae est l’agent causal de la pneumonie enzootique. On le retrouve dans plusieurs élevages de porcs à travers le monde. Même si ce micro-organisme est présent dans plusieurs troupeaux canadiens, peu d’informations sont présentement disponibles sur les isolats québécois. Un total de 160 poumons de porcs possédant des lésions de pneumonie ont été récupérés à l’abattoir, mis en culture et testés par PCR pour M. hyopneumoniae et Mycoplasma hyorhinis. D’autres pathogènes bactériens communs du porc et les virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP), de l’influenza et le circovirus porcin de type 2 (CVP2) ont été également testés. Quatre-vingt-dix pourcent des échantillons étaient positifs pour M. hyopneumoniae et 5.6% l’étaient seulement pour M. hyorhinis. Dans ces échantillons positifs pour M. hyopneumoniae, la concentration de ce mycoplasme variait de 1.17 x 105 à 3.37 x 109 génomes/mL. Vingt-cinq poumons positifs en culture ou par PCR en temps réel pour M. hyopneumoniae ont été sélectionnés, parmi ceux-ci 10 étaient en coinfection avec Pasteurella multocida, 12 avec Streptococcus suis, 9 avec CVP2 et 2 avec le VSRRP. Les analyses des nombres variables de répétitions en tandem à de multiples loci (MLVA) et PCR-polymorphisme de longueur de fragments de restriction (PCR-RFLP) de M. hyopneumoniae ont démontré une forte diversité des isolats de terrain. Par contre, il semble y avoir plus d’homogénéité à l’intérieur d’un même élevage. L’analyse MLVA a également démontré que près de la moitié des isolats possédaient moins de 55% d’homologie avec les souches vaccinales et de référence utilisées dans la présente étude. L’absence d’amplification du locus 1 de M. hyopneumoniae en MLVA a été significativement associée à une baisse de la concentration de bactérie et de la sévérité des lésions. Pour tous les isolats de M. hyopneumoniae, des concentrations minimales inhibitrices (CMI) de faibles à intermédiaires ont été obtenues envers tous les antimicrobiens testés. Les isolats possédant des CMI intermédiaires envers les tétracyclines, les macrolides et les lincosamides ont été testés pour la présence des gènes de résistance tetM, ermB et pour des mutations ponctuelles dans les gènes des protéines L4, L22 et de l’ARNr 23S. Aucun de ces gènes n’a été détecté mais la mutation ponctuelle G2057A a été identifiée. Cette mutation est responsable de la résistance intrinsèque de M. hyopneumoniae face aux macrolides à 14 carbones. Ces résultats indiquent qu’il ne semble pas y avoir de résistance acquise aux antimicrobiens parmi ces isolats. En conclusion, cette recherche a permis d’obtenir de nouvelles données scientifiques sur les isolats québécois de M. hyopneumoniae. / Mycoplasma hyopneumoniae, the causative agent of porcine enzootic pneumonia, is present in swine herds worldwide. However, little is known about the prevalence of this microorganism in Quebec and Canadian herds. A total of 160 swine lungs with lesions suggestive of enzootic pneumonia were recovered from two slaughterhouses. They were cultured and tested by PCR for M. hyopneumoniae and Mycoplasma hyorhinis and for the porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), the influenza virus, and the porcine circovirus type 2 (PCV2). Samples were also cultured for other commonly encountered swine pathogenic bacteria. Ninety percent of the samples were positive for M. hyopneumoniae (Real-time PCR) whereas 5.6% were positive only for M. hyorhinis (PCR). The concentration of M. hyopneumoniae in these positive samples varied between 1.17 x 105 and 3.37 x 109 genomes/mL Among 25 selected M. hyopneumoniae positive lungs (culture or real-time PCR), 10 demonstrated a co-infection with Pasteurella multocida, 12 with Streptococcus suis, 9 with PCV2 and 2 with the PRRS virus. Multiple loci variable number of tandem repeats analysis (MLVA) and PCR-restriction fragments length polymorphism (PCR-RFLP) analyses showed a high diversity among field M. hyopneumoniae isolates. However, there seemed to be greater homogeneity within the same herd. The MLVA analysis also demonstrated that almost half of the field isolates presented less than 55% homology with the vaccine and reference strains used in our study. The absence of amplification of one locus (locus 1) of M. hyopneumoniae was significantly associated with a lower number of bacteria and a lower severity of lung lesions. All M. hyopneumoniae isolates showed low to intermediate MICs against the antimicrobials tested. Cultures with intermediate MICs for tetracyclines, macrolides and lincosamides were tested for the presence of previously described resistance genes tetM, ermB and L4, L22 and 23S rRNA point mutations. None of these genes were found, although one point mutation, G2057A, was identified. This mutation is responsible for the intrinsic resistance of M. hyopneumoniae against 14-membered macrolides. These results indicate that there is probably no acquired antimicrobial resistance within these isolates. This research provides new scientific data on M. hyopneumoniae isolates from Canada.

La moule de Méditerranée Mytilus galloprovincialis (Mollusque Bivalve), est un animal important tant au niveau écologique qu'économique. Comme tous les invertébrés, elle ne possède qu'un système d'immunité innée pour lutter contre les infections. Cependant, étant constamment exposée à une grande variété de microorganismes invasifs et potentiellement pathogènes, et existant depuis plus de 500 millions d'années, son système immunitaire paraît très efficace. C'est afin de mieux comprendre comment celui-ci fonctionne, que ces travaux concernant la structure des peptides impliqués dans la réponse immunitaire, ainsi que leur régulation, ont été entrepris. Ils ont permis (i) de déterminer que le niveau d'expression constitutive des gènes liés à l'immunité, ainsi que la nature et l'intensité de la régulation de leur expression, sont fortement dépendant de la saison et de l'origine géographique des moules ; (ii) de confirmer le rôle essentiel de la structure tridimensionnelle des peptides antimicrobiens (AMP) dans les activités biologiques ; (iii) de déterminer la structure complète de la mytimycine, peptide strictement antifongique, ainsi que de la cytokine MIF ; (iv) de confirmer l'existence d'un fort polymorphisme des ARNm codant les molécules effectrices de l'immunité au niveau individuel, intra et inter-populationnel ; (v) de déterminer que les niveaux d'expression des gènes liés à l'immunité dépendent des microorganismes injectés, ce qui suggère une reconnaissance/réponse spécifique; (vi) de démontrer l'existence d'une voie de transmission du signal fonctionnelle depuis des récepteurs membranaires de type Toll (TLR) jusqu'au facteur NF-κB, mais pas d'une voie de type IMD. Ainsi, la réponse immunitaire innée de la moule apparait extrêmement complexe, mettant en jeux des effecteurs polymorphes dont l'expression est modulée en fonction de la saison, de l'origine géographique et de façon spécifique en réponse à différents microorganismes. Par contre, la transcription de leurs gènes pourrait être sous le contrôle d'une seule voie de transmission du signal. / The Mediterranean mussel, Mytilus galloprovincialis (bivalve, mollusc), is an ecologically and economically essential animal. As other invertebrates, it possesses only an innate immune system to protect itself against infections. However, constantly exposed to a large variety of invasive and potentially pathogen microorganisms, and existing since more than 500 million years, its immune system seems very effective. To improve our understanding on such a system, present works were made concerning the structure and expression regulation of peptides involved in the immune response. They allowed (i) to determine that the constitutive expression levels of genes linked to immunity, as well as the nature and intensity of their expression regulation, are strongly dependent on the season and on the geographical origin of mussels; (ii) to confirm the crucial role of the three-dimensional structure of antimicrobial peptides (AMP) in biological activities; (iii) to determine the complete structure of mytimycine, a strictly antifungal peptide, as well as of cytokine MIF; (iv) to confirm the existence of an extended polymorphism of mRNA coding for the molecular effectors of immunity in individuals, within and between populations; (v) to determine that expression levels of genes linked to immunity are strongly dependent to the injected microorganisms, suggesting a specific recognition/ response; (vi) to demonstrate the existence of a functional signalling pathway from Toll-like receptors (TLR) to NF-κB factor, but not of an IMD-like pathway. In conclusion, the immune response of the mussel appeared extremely complex, involving polymorphic effectors expressed differently according to the season, the geographical origin, and specifically in response to different microorganisms. On the other hand, their gene transcription could be under the control of only one signal transmission pathway.

Une nouvelle méthode, simple et rapide, a été développée pour isoler dans le miel différents antimicrobiens usuellement recherchés en contrôle sanitaire et appartenant à quatre classes différentes: les sulfamides, les tétracyclines, les macrolides et lincosamides associés et les aminoglycosides. Ces molécules antimicrobiennes sont analysées par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (CL-SM/SM) après avoir été extraites de l’échantillon de miel par une méthode d’extraction unique. Afin de définir les conditions optimales de séparation et de détection, l’influence de la nature et de la concentration d’un agent d’appariement d’ions tel que le HFBA ou le PFPA, introduit dans la phase mobile, a pu être évaluée sur une colonne analytique en chromatographie de phase inversée de type C18. Plusieurs paramètres ont été pris en compte et étudiés lors de l’élaboration de la méthode d’extraction tels que la nature du solvant d’extraction, le pH, l’étape d’hydrolyse acide, l’efficacité de l’extraction par ultrasons et enfin la purification de l’extrait avant injection. La méthode développée a ensuite été validée suivant les recommandations de la Décision de la Commission Européenne (CE) No 2002/657 puis a subi une étape de validation supplémentaire en participant à une comparaison inter-laboratoire organisée sur des matériaux de miel contaminés et gérée par un organisme extérieur accrédité suivant la norme ISO17043. Par la suite, une démarche de transfert de la méthode analytique validée en CL-SM/SM a été mise en place pour son utilisation en chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (CL-SMHR). Une validation de cette démarche a été menée par l’application d’une étude statistique descriptive basée sur la notion de profil d’exactitude. Finalement, un programme expérimental de surveillance a été entrepris sur une série d’échantillons de divers miels collectés sur des marchés locaux pour tester la qualité des produits commercialisés au Liban. Contrôlés au regard de leur contamination en résidus d’antimicrobiens en CL-SM/SM parmi la trentaine de molécules prédéfinies dans l’étude, la positivité et/ou la non-conformité de certains échantillons ont pu être confirmées par l’utilisation de la CL-SMHR. / A new, simple and rapid method has been developed for the determination of multiclass antimicrobial residues in honey (sulfonamides, tetracyclines, macrolides, lincosamides and aminoglycosides). All the compounds were extracted from honey within single extraction method and analyzed by liquid chromatography - tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) operating in positive electrospray ionization mode. In our study, we examined the behavior of volatile perfluorinated carboxylic acids (HFBA and PFPA) used as ion-pairing reagents for the separation of multiclass of antibiotic residues by reversed phase Zorbax SB C18 column. Furthermore, the extraction and clean-up steps were investigated and optimized by using ultrasonic-assisted extraction and dispersive solid phase extraction (d-SPE). Different parameters affecting the extraction efficiency including type of solvent, pH, breaking efficiencies of N-glycosidic linkage by hydrochloric acid, ultrasonic extraction and its duration compared to shaking technique, along with dispersive SPE clean-up were examined prior sample injection. The method was then validated according to European Commission Decision (EC) No 2002/657. Furthermore, the method was tested for its validity through participation in proficiency testing scheme organized by FAPAS for the analysis of tetracycline in honey. Afterwards, a transfer of the validated LC-MS/MS analytical method has been applied for the determination of antimicrobial residues in honey from low resolution to High Resolution Mass Spectrometry (HRMS). For that purpose, descriptive statistical approach was performed to assess the performance of the method based on simultaneous evaluation of the trueness and the intermediate precision. Finally, the method was applied for the determination of antimicrobial residues in honey collected from local markets at different regions in Lebanon. Positive samples were then analyzed by the LC-HRMS to confirm the presence of analytes detected by LC-MSMS.

La recherche de nouvelles molécules bioactives utilisables en thérapeutique est un enjeu majeur de santé publique en particulier dans le traitement de certaines maladies telle que les infections bactériennes.La résistance naturelle des bactéries et la surutilisation des antibiotiques ont entraîné la sélection de bactéries pathogènes résistantes à de multiples médicaments. Depuis les dernières décennies, la résistance aux antibiotiques conventionnels a limité les options thérapeutiques, entraînant une augmentation significative de la mortalité et de la morbidité dans les hôpitaux. En outre, depuis 1970, seules deux nouvelles classes d'antibiotiques ont été mises sur le marché. Les venins constituent une source riche de substances naturelles pharmacologiquement actives uniques et novatrices, tels que les peptides antimicrobiens (PAMs) qui représentent une alternative originale pour remédier à ce problème de santé publique.Dans notre étude, parmi les 200 venins d’animaux étudiés pour leurs propriétés antibactériennes, au moins six PAMs ont été isolés à partir d’un venin d’insecte. Le peptide 1 original inhibe la croissance des bactéries Gram positives et négatives mais présente une forte hémotoxicité (IT = 1,6-3,2). La synthèse en phase solide d’analogues structuraux a permis d’identifier R1W8 et I1N11, moins toxiques (IT = 18 et >800 respectivement). Les résultats préliminaires de l’étude du mécanisme d’action suggèrent que ces peptides agissent contre les bactéries par perméabilisation de leur membrane cytoplasmique. Ces peptides peuvent servir de modèles pour l’élaboration de nouveaux agents antimicrobiens. / The research for new bioactive molecules which can be used in therapeutic is a major public health issue, particularly in the treatment of certain diseases such as bacterial infections.The natural resistance of bacteria consecutive to overuse of antibiotics have resulted in the selection of pathogenic multi-drug resistant bacteria. Over the last few decades, resistance to conventional antibiotics has limited treatment options, resulting in a significant increase in mortality and morbidity in hospitals. Moreover, since 1970, only two new classes of antibiotics have been placed on the market. Venoms are known to be a rich source of unique and innovative pharmacologically active substances, such as antimicrobial peptides (PAMs), which represent an original alternative to small molecules for the development of new active and non-resistance inducing antibiotics.In our study, among the 200 venoms of animals studied for their antibacterial properties, at least six PAMs were isolated from an insect venom. The original peptide 1 inhibits the growth of Gram positive and negative bacteria but shows a high hemotoxicity (TI = 1,6-3,2). The solid phase synthesis of structural analogs allowed to identify R1W8 and I1N11, less toxic (TI = 18 et >800 respectively). The preliminary results of the action mechanism study suggest that these peptides have a pore-forming action on bacteria cytoplasmic membrane. These peptides can be used as models for the development of new antimicrobial agents.

Les travaux de recherche décrits dans ce manuscrit s'inscrivent dans le cadre de la chimie verte et du développement durable qui visent notamment l'emploi de matières premières issues de ressources renouvelables et la mise au point de procédés éco-compatibles pour la préparation de nouveaux produits à visées alimentaire, domestique ou thérapeutique. Dans ce contexte, une nouvelle voie d'accès aux acétals et éthers de monosaccharides (sorbitane et glucopyranoside de méthyle) a été développée. La synthèse se divise en deux étapes avec une première réaction d'acétalisation ou de transacétalisation qui a permis de synthétiser une nouvelle gamme d'acétals de monosaccharide. Puis, une seconde étape d'hydrogénolyse des acétals en présence de palladium sur charbon et sous pression d'hydrogène a permis d'accéder aux monoéthers de sorbitane et glucopyranoside de méthyle. Par la suite, un procédé en une étape et l'utilisation d'un intermédiaire acétal à courte chaîne comme solubilisant des réactifs a permis d'améliorer les rendements et d'envisager un développement à l'échelle industrielle. Enfin, ces nouvelles molécules ont été évaluées en tant que tensioactifs, cristaux liquides et antimicrobiens et certaines ont montré des propriétés très intéressantes qui permettraient d'envisager des applications potentielles dans ces domaines / The research work described in this manuscript is based on the green chemistry concept and within the frame of sustainable development which involve the use of raw materials from renewable resources and the development of eco-compatible process for the preparation of new products for food-processing, domestic or therapeutic applications. In this context, a new access to monosaccharide acetals and ethers (sorbitan and methyl glucoside) has been developed. The synthetic process is divided in two steps with an acetalisation or a transacetalisation as first reaction which allows to synthesize a new class of monosaccharide acetals. Then, a second step of acetal hydrogenolysis with palladium on charcoal and under hydrogen pressure has permitted access to sorbitan and methyl glucoside monoethers. Then, a one-step process and the use of intermediary short alkyl chain acetal as solubilizing agent has permitted to increase the yield and to consider an industrial development. Finally, these new molecules have been evaluated as surfactants, liquid crystals and antimicrobials and some of them have exhibited very attractive properties which could lead to potential applications in these fields

Ce mémoire de thèse est divisé en deux chapitres, le premier aborde l'impact des osmolytes sur la dihydrofolate réductase (DHFR) et le second a pour objet l'étude structurale de pseudopeptides antimicrobiens en présence de modèles membranaires. Les osmolytes organiques sont de petites molécules accumulées dans les cellules et les tissus de nombreux organismes lors d'une contrainte hyperosmotique pour maintenir le volume cellulaire. Ces solutés ont également un rôle essentiel dans la sauvegarde de l'intégrité cellulaire et dans la stabilisation des macromolécules contre l'effet de divers stress environnementaux. Les osmolytes peuvent néanmoins induire une inhibition significative des enzymes et les bases moléculaires de leurs effets sur les propriétés des protéines sont au centre de nombreuses études. Nous avons étudié la DHFR, une enzyme clé du métabolisme, en présence de divers solutés. Après avoir vérifié que les osmolytes ne modifiaient pas la structure globale de la DHFR, nous avons montré qu'ils étaient capables de stabiliser la structure et d'inhiber l'activité de cette enzyme. L'inhibition de la DHFR est liée à la diminution de la vitesse de sortie (koff) du produit, que nous avons mesurée en présence d'osmolytes. L'étude de la dynamique interne de la DHFR, sur plusieurs échelles de temps apporte des réponses sur l'origine de l'inhibition de la DHFR en présence d'osmolytes. La seconde partie présente nos travaux sur la relation structure-activité de plusieurs peptides antimicrobiens. Ce projet s'inscrit dans la course au développement de nouvelles molécules actives pour palier la résistance croissante des pathogènes contre les antibiotiques conventionnels. Nous avons déterminé les structures et étudier le comportement de différents peptides et pseudopeptides en environnement membranaire modèle, micelles de SDS et phospholipides afin de proposer un mode d'action pour chacun d'eux.

Certaines populations d'Armadillidium vulgare (A. vulgare) présentent une descendance comportant un excès de femelles. Cette anomalie est dûe à une bactérie intracytoplasmique du genre Wolbachia [Gram(-)], responsable de la féminisation des mâles. Ces derniers présentent alors toutes les caractéristiques d'une femelle et transmettent la bactérie à leur descendance. Cependant, ce taux de transmission n'est pas contant. De plus, lors d'injections expérimentales de Wolbachia à des mâles sains de la même espèce, la bactérie s'implante dans tous les tissus (y compris les hémocytes), et l'individu présente une régression de ses caractères sexuels secondaires. Par contre, la même injection réalisée chez certains isopodes d'un genre différent conduit à l'élimination totale de la bactérie. Ainsi, Wolbachia semble capable d'interagir avec le système immunitaire de son hôte mais semble également capable de lui échapper.<br /> Chez les crustacés, les hémocytes sont le siège de l'immunité innée, qui comporte deux types de réponses, une réponse cellulaire et une réponse humorale. La première concerne tous les phénomènes de phagocytose, d'encapsulation et de formation de nodules. La deuxième met en jeu de nombreuses protéines responsables de la mélanisation, de la coagulation et de l'activité antimicrobienne. Ces protéines sont stockées dans les granules des hémocytes et sont libérés dans l'hémolymphe lors d'une infection microbienne.<br /> Chez les isopodes terrestres, aucune étude n'avait été réalisée sur la réponse immunitaire, nous nous sommes donc intéressés aux deux aspects de cette réponse. L'observation en cytologie fine des hémocytes et des organes hématopoïétiques d'A. vulgare infectés ou non par Wolbachia, nous a permis d'une part d'identifier les différents types d'hémocytes et de les comparer à ceux décrits chez les crustacés décapodes et, d'autre part, de suspecter une désorganisation du cytosquelette des cellules infectées par Wolbachia.<br /> La recherche d'activité antimicrobienne a conduit à l'isolement et à la caractérisation d'un peptide antibactérien (armadillidine) produit et stocké dans les hémocytes mais également à mettre en évidence deux peptides (potentiellement antimicrobiens) issus du clivage de l'hémocyanine. <br /> Afin d'identifier les protéines impliquées dans la réponse humorale, une cartographie bidimentionnelle des protéines hémocytaires des deux types d'animaux a été réalisée. L'analyse de ces cartes a permis de mettre en évidence de nombreuses protéines, connues chez les crustacés décapodes et chez d'autres invertébrés, impliquées dans la réponse immunitaire. <br /> Cette étude contribue à la compréhension des mécanismes impliquées dans la réponse immunitaire et devrait permettre d'appréhender la relation d'A. vulgare avec Wolbachia.

Mycoplasma hyopneumoniae est l’agent causal de la pneumonie enzootique. On le retrouve dans plusieurs élevages de porcs à travers le monde. Même si ce micro-organisme est présent dans plusieurs troupeaux canadiens, peu d’informations sont présentement disponibles sur les isolats québécois. Un total de 160 poumons de porcs possédant des lésions de pneumonie ont été récupérés à l’abattoir, mis en culture et testés par PCR pour M. hyopneumoniae et Mycoplasma hyorhinis. D’autres pathogènes bactériens communs du porc et les virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP), de l’influenza et le circovirus porcin de type 2 (CVP2) ont été également testés. Quatre-vingt-dix pourcent des échantillons étaient positifs pour M. hyopneumoniae et 5.6% l’étaient seulement pour M. hyorhinis. Dans ces échantillons positifs pour M. hyopneumoniae, la concentration de ce mycoplasme variait de 1.17 x 105 à 3.37 x 109 génomes/mL. Vingt-cinq poumons positifs en culture ou par PCR en temps réel pour M. hyopneumoniae ont été sélectionnés, parmi ceux-ci 10 étaient en coinfection avec Pasteurella multocida, 12 avec Streptococcus suis, 9 avec CVP2 et 2 avec le VSRRP. Les analyses des nombres variables de répétitions en tandem à de multiples loci (MLVA) et PCR-polymorphisme de longueur de fragments de restriction (PCR-RFLP) de M. hyopneumoniae ont démontré une forte diversité des isolats de terrain. Par contre, il semble y avoir plus d’homogénéité à l’intérieur d’un même élevage. L’analyse MLVA a également démontré que près de la moitié des isolats possédaient moins de 55% d’homologie avec les souches vaccinales et de référence utilisées dans la présente étude. L’absence d’amplification du locus 1 de M. hyopneumoniae en MLVA a été significativement associée à une baisse de la concentration de bactérie et de la sévérité des lésions. Pour tous les isolats de M. hyopneumoniae, des concentrations minimales inhibitrices (CMI) de faibles à intermédiaires ont été obtenues envers tous les antimicrobiens testés. Les isolats possédant des CMI intermédiaires envers les tétracyclines, les macrolides et les lincosamides ont été testés pour la présence des gènes de résistance tetM, ermB et pour des mutations ponctuelles dans les gènes des protéines L4, L22 et de l’ARNr 23S. Aucun de ces gènes n’a été détecté mais la mutation ponctuelle G2057A a été identifiée. Cette mutation est responsable de la résistance intrinsèque de M. hyopneumoniae face aux macrolides à 14 carbones. Ces résultats indiquent qu’il ne semble pas y avoir de résistance acquise aux antimicrobiens parmi ces isolats. En conclusion, cette recherche a permis d’obtenir de nouvelles données scientifiques sur les isolats québécois de M. hyopneumoniae. / Mycoplasma hyopneumoniae, the causative agent of porcine enzootic pneumonia, is present in swine herds worldwide. However, little is known about the prevalence of this microorganism in Quebec and Canadian herds. A total of 160 swine lungs with lesions suggestive of enzootic pneumonia were recovered from two slaughterhouses. They were cultured and tested by PCR for M. hyopneumoniae and Mycoplasma hyorhinis and for the porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), the influenza virus, and the porcine circovirus type 2 (PCV2). Samples were also cultured for other commonly encountered swine pathogenic bacteria. Ninety percent of the samples were positive for M. hyopneumoniae (Real-time PCR) whereas 5.6% were positive only for M. hyorhinis (PCR). The concentration of M. hyopneumoniae in these positive samples varied between 1.17 x 105 and 3.37 x 109 genomes/mL Among 25 selected M. hyopneumoniae positive lungs (culture or real-time PCR), 10 demonstrated a co-infection with Pasteurella multocida, 12 with Streptococcus suis, 9 with PCV2 and 2 with the PRRS virus. Multiple loci variable number of tandem repeats analysis (MLVA) and PCR-restriction fragments length polymorphism (PCR-RFLP) analyses showed a high diversity among field M. hyopneumoniae isolates. However, there seemed to be greater homogeneity within the same herd. The MLVA analysis also demonstrated that almost half of the field isolates presented less than 55% homology with the vaccine and reference strains used in our study. The absence of amplification of one locus (locus 1) of M. hyopneumoniae was significantly associated with a lower number of bacteria and a lower severity of lung lesions. All M. hyopneumoniae isolates showed low to intermediate MICs against the antimicrobials tested. Cultures with intermediate MICs for tetracyclines, macrolides and lincosamides were tested for the presence of previously described resistance genes tetM, ermB and L4, L22 and 23S rRNA point mutations. None of these genes were found, although one point mutation, G2057A, was identified. This mutation is responsible for the intrinsic resistance of M. hyopneumoniae against 14-membered macrolides. These results indicate that there is probably no acquired antimicrobial resistance within these isolates. This research provides new scientific data on M. hyopneumoniae isolates from Canada.