La zone latérale des filaments branchiaux des bivalves Codakia orbiculata et Lucina pensylvanica est le lieu d'une symbiose chimioautotrophe avec des bactéries sulfo-oxydantes hébergées dans des cellules spécialisées, appelées bactériocytes. Dans cette étude, nous nous sommes proposés de déterminer les mécanismes qui sous-tendent la plasticité cellulaire et tissulaire observée au cours des processus de décolonisation et de recolonisation bactérienne. Pour ce faire, des individus collectés dans leur milieu naturel, ont été maintenus au laboratoire dans des bacs d'eau de mer filtrée en absence de nourriture et de soufre réduit, afin de provoquer la décolonisation bactérienne des filaments branchiaux. Lorsque la branchie apparaissait purgée de ses symbiotes, les individus ont été remis dans leur habitat naturel afin de provoquer sa recolonisation. L'analyse des branchies au cours de ces processus a fait appel à des techniques variées (histologie, immunohistochimie, hybridation in situ, cytométrie en flux, dosage des protéines et spectrométrie de fluorescence X). Les résultats obtenus ont permis de montrer que l'acquisition environnementale mise en évidence chez les juvéniles des Codakia se poursuivait tout au long de la vie des adultes. Cette étude a également permis une meilleure compréhension des mécanismes tissulaires sous-jacents à la plasticité du filament branchial en mettant en évidence les processus d'apoptose et de prolifération cellulaire qui ont lieu au cours des processus de décolonisation et de recolonisation. Ces processus s'accompagnent d'une variation de la teneur en soufre élémentaire, ainsi que de la taille relative et du contenu génomique des symbiotes / The lateral zone of gills filaments of coastal bivalves Codakia orbiculata and Lucina pensylvanica is the site of chemoautotrophic symbiosis with sulfur-oxidizing bacteria, housed in specialized cells called bacteriocytes. The objective of this thesis is to determine the mechanisms underlying cel1 plasticity and tissue plasticity observed in the lateral zone of gills filaments during the processes of bacterial decolonization and recolonization. In order to do this, the individuals collected in their natural habitat were maintained at the laboratory in seawater filtered tanks, without food and reduced sulfur, to cause bacterial decolonization. When the gills seemed to be purged, the individuals were returned to their natural habitat in order to cause the bacterial recolonization of gills filaments. The analysis of the gills during these processes involves several techniques (histology, immunohistochemistry, molecular hybridization, flow cytometry, total protein assays, protein sulfur assays, X-ray fluorescence spectrometry).This study shows that symbiont acquisition can occur during the entire life of Codakia bivalves. It also allows a better understanding of gills filaments plasticity by highlighting apoptosis and cell proliferation during decolonization and recolonization processes.Theses processes are accompanied with of elemental sufur, relative size and genomic content of symbiontes.

En environnement marin, la colonisation des surfaces solides par les microorganismes est progressive et suit une logique taxonomique et/ou fonctionnelle des espèces. Les biofilms ainsi formés représentent des systèmes multi-cellulaires entourés d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (SPE). L’objectif de ce travail était de comprendre comment des acteurs microbiens (bactéries et diatomées) interagissent dans deux types de biofilms marins (biofilm benthique et biofilm sur structures métalliques portuaires). Dans cette étude, des modèles bactériens isolés de ces biofilms ont été identifiés et caractérisés. Dans un premier volet, leur capacité à former des biofilms stables a été évaluée dans différentes conditions. Quatre souches ont été ainsi sélectionnées : Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 et Shewanella sp. IV3014. Dans un deuxième volet, les effets des sécrétomes des bactéries marines issues du même habitat ont été évalués sur ces modèles. Deux souches se distinguent par leur capacité à produire des molécules influençant négativement la formation de biofilms : Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produit un peptide de 2224 Da présentant une activité antibiofilm vis-à-vis de Roseovarius sp. VA014 et Pseudomonas sp. IV2006 inhibe la formation de biofilm de Flavobacterium sp. II2003. Dans les deux cas, les antibiofilms sont actifs contre un large spectre de bactéries suggérant ainsi plusieurs applications potentielles dans les domaines marin et médical. Dans le dernier volet, les effets des sécrétomes de la diatomée Navicula phyllepta ont été évalués sur les modèles de bactéries benthiques. Cette diatomée s’est distinguée par sa capacité à sécréter des polysaccharides inhibant ou stimulant la formation de biofilms selon les souches cibles. / In the marine environment, solid surface colonization by microorganisms is progressive and follows a taxonomic and/or functional logic. Biofilms formed are multi-cellular systems surrounded by a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The objective of this work was to understand how microbial actors (bacteria and diatoms) interact in two types of marine biofilms (benthic biofilm and biofilm on metallic structures of a harbor). In this study, bacterial models isolated from these biofilms have been identified and characterized. In a first part, their ability to form stable biofilms was evaluated under various conditions. Four strains were selected: Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 and Shewanella sp. IV3014. In a second part, the effects of secretomes of the marine bacteria from the same habitat were evaluated on these models. Two strains are distinguished by their ability to produce molecules negatively influencing biofilm formation: Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produces a 2224 Da peptide with an antibiofilm activity toward Roseovarius sp. VA014 and Pseudomonas sp. IV2006 inhibits the biofilm formation of Flavobacterium sp . II2003. In both cases, the antibiofilms are active against a broad spectrum of bacteria suggesting several potential applications in marine and medical fields. In the last part, the effects of secretomes of the Navicula phyllepta diatom were evaluated on benthic bacteria models. This diatom was distinguished by its ability to secrete polysaccharides stimulating or inhibiting biofilm formation by target strains.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Les mammites ont un impact économique considérable dans les régions productrices de lait de divers pays, dont le Brésil et la France. Elles constituent la première cause de consommation d’antibiotiques dans les élevages laitiers qui doivent répondre à une forte demande sociétale pour une agriculture consommant moins d’intrants et plus respectueuse de l’environnement et du bien-être animal. Il y a donc une réelle nécessité de trouver des outils alternatifs efficaces pour le contrôle des mammites bovines infectieuses. Ce travail de thèse a eu comme objectif la recherche de souches de bactéries lactiques (BL) ayant des capacités inhibitrices de l'infection mammaire, pouvant être utilisées comme probiotiques mammaires. Pour cela, 278 (165 en France et 113 au Brésil) souches bactériennes ont été isolées à partir de lait et de la superficie et du canal du trayon de vaches laitières et 10 souches non-redondantes de BL ont été identifiées et caractérisées en fonction de leurs propriétés deparoi et de production de composés inhibiteurs avant d'évaluer leurs interactions avec des agents pathogènes responsables de mammites et/ou avec les cellules hôtes dans un modèle de cellules épithéliales mammaires bovines (CEMb). Deux souches de Lactobacillus brevis et une de Lactobacillus plantarum ont montré une bonne capacité d’adhésion aux cellules épithéliales ce qui pourrait inhiber l'invasion par Staphylococcus aureus, un pathogène majeur responsable de mammites, et de stimuler la production de cytokines pro- et anti-inflammatoires par les CEMb. D'autres tests d'interaction avec des lign / Mastitis causes huge economic losses in the dairy sector both in Brazil and France. They also are the first cause of antibiotic consumption in the dairy farms. There is thus a need for new alternatives to antibiotics to control infectious mastitis. In this thesis work, we isolated 278 (165 in France and 113 in Brazil) bacterial strains from bovine milk and teat canal, and identified 10 non-redundant lactic acid bacteria (LAB) strains that were further tested as potential mammary probiotic candidates. LAB strains were tested for their surface properties and production of inhibitory compounds and then evaluated for their interactions with Staphylococcus aureus and Escherichia coli, two major mastitis pathogens, or with bovine mammary epithelial cells (bMEC), in vitro. Some LAB strains (Lactobacillus brevis e Lactobacillus plantarum) presented inhibitory capacity against S. aureus adhesion and internalisation and were shown to stimulate the production of pro- and anti-inflammatory cytokinin bMEC. Other interaction tests with bMEC showed that Lactococcus lactis V7 was able to significantly inhibit bMEC invasion by Escherichia coli and S. aureus. Although the inhibitory mechanism was not elucidated, Lactococcus lactis V7 showed promising capacities in terms of mammary probiotic potential with, notably, the ability to modulate the immune response of E. coli-infected bMEC by modifying the expression of inflammatory cytokine genes. In this work, several LAB strains were identified in the milk and teat canal microbiota. We showed that L. brevis, L. plantarum and Lactococcus lactis

Les bactéries et microalgues marines sont acteurs clés du fonctionnement des écosystèmes océaniques et leur contribution dans les cycles biogéochimiques majeurs est largement reconnue. Dans ce contexte, il apparaît essentiel de mieux comprendre les interactions existant entre bactéries et microalgues. Dans l’environnement marin, les interactions spécifiques entre microorganismes nécessitent une forte proximité qui n’est souvent rendue possible que par un attachement cellulaire. La première partie de ce travail de thèse a consisté à sélectionner les microalgues qui présentaient des bactéries physiquement attachées. Deux diatomées appartenant aux genres Thalassiosira et Chaeoceros ont été retenues afin d’étudier leur microflore épibionte issue d’associations à long terme (culture de microalgues établies depuis plusieurs années) et à court terme (microalgues prélevées directement dans l’environnement). Ces travaux ont permis de mettre en évidence une forte ressemblance des communautés épibiontes dans les associations à long terme, qui s’opposait à la forte différence des épibiontes issus des associations à court terme. Les communautés d’épibiontes bactériens étaient majoritairement composées d’alpha- et gammaprotéobactéries, mais aussi de Bacteroidetes et d’actinobactéries. Cette étude a également permis de mettre en évidence que la surface des microalgues représentait un écosystème particulier puisque près de la moitié des épibiontes isolés correspondaient à de nouveaux taxons (genres et espèces). Une de ces souches qui constitue un nouveau genre a été complètement caractérisée, contribuant à l’enrichissement de la diversité bactérienne décrite. Enfin, la nature des interactions entre les deux diatomées et leurs bactéries épibiontes a été analysée par l’intermédiaire de co-cultures, afin d’identifier une interaction forte, qui pourra être examinée par transcriptomique. De très nombreuses interactions commensalismes ont été mises en évidence, reflet de la reminéralisation de la matière organique par les bactéries. Cependant, un faible impact des bactéries sur la croissance des microalgues a été observé. Les conditions expérimentales qui excluent au maximum les stress abiotiques et biotiques, masquent peut-être les interactions qui pourraient se produire dans un environnement naturel plus fluctuant. Ces résultats témoignent de la complexité des interactions biotiques, fournissent des méthodes et des organismes modèles permettant de les étudier et soulèvent de nombreuses hypothèses exaltantes pour les travaux futurs. / Marine microalgal and bacterial contribution to the global biogeochemical cycles is largely recognized and lead to define them as key actors of oceanic ecosystems. In this context, it is essential to better understand the interactions occurring between bacteria and microalgae. In the marine environment, specific interactions between microorganisms require tight physical association that is made possible by cellular attachment. In this work, we first selected microalgae with physically attached bacteria. Two diatoms belonging to the genus Thalassiosira and Chaetoceros were selected to study the epibiotic microflora from long-term (microalgae in culture) and short-term (microalgae directly collected from natural communities) associations. This work highlighted strong similarities between epibiotic assemblages from long-term associations and a higher difference for epibiotic communities from short-term associations. The bacterial epibiotic assemblages were mainly composed of Alpha- and Gammaproteobacteria but also Bacteroidetes and Actinobacteria. This study also highlighted that the surface of microalgae represented a peculiar ecosystem where nearly half isolates constituted new taxa (genera and species). One of them representing a new genus has been completely characterized, contributing to the enrichment of the described bacterial diversity. Finally, the nature of interactions between diatoms and their epibiotic bacteria was analyzed by co-culturing to identify strong interactions, to be further examined by transcriptomics. Numerous commensal interactions have been identified, corresponding to the bacterial remineralization of organic matter. However, only small effects of bacteria on microalgal growth were observed. The experimental conditions that exclude a maximum of abiotic and biotic stresses may mask potential interactions that could occur in an unstable natural environment. These results reflect the complexity of biotic interactions, provide methods and model organisms to study them, and raise many exciting hypotheses for future work.

La première partie de ce travail introduit un nouveau concept d'analyse des enregistrements des essais cliniques et de la dynamique de leur évolution, aussi bien thématique que temporelle. Ce concept a été appliqué à la médecine régénérative, démontrant l'absence de corrélation entre la source de cellules souches et le champ d'application. Les pathologies odonto-stomatologiques sont très peu concernées par les essais cliniques en thérapie cellulaire par cellules souches. Pourtant les parodontites, pathologies immuno-infectieuses responsables de la destruction du tissu de soutien des dents, constituent un enjeu majeur de santé publique. Bien que les auteurs s'accordent sur la responsabilité de l'écologie immunitaire et microbienne dans la physiopathologie de la maladie, les raisons de la dysbiose, de la susceptibilité individuelle sont encore mal connues. La greffe de cellules stromales mésenchymateuses (CSM) permettrait le retour à l'homéostasie en favorisant l'activation des CSM endogènes. La deuxième partie de ce travail démontre que les parodontites ont été potentiellement associées avec 57 pathologies systémiques ; le registre des essais cliniques de l'Organisation Mondiale de la Santé ayant été analysé. L'efficacité et la sureté de l'utilisation des CSM pour la régénération parodontale dans des modèles animaux ont été également démontrées. Pourtant, les modèles utilisés souffraient de problèmes méthodologiques dont la faible représentativité physiopathologique des lésions parodontales générées. Cette deuxième partie apporte donc des données quant à l'efficacité des ASC (CSM du tissu adipeux) pour améliorer de manière quantitative et qualitative la régénération des tissus de soutien parodontaux dans un modèle murin où les lésions parodontales ont été générées par l'administration répétée de bactéries parodonto-pathogènes. Il s'agit donc d'un modèle dont la physiopathologie est plus proche de celle retrouvée chez l'Homme. Enfin, la deuxième partie démontre un effet antibactérien à large spectre des ASC dont l'effet est à la fois direct (effet macrophage-like) et indirect (via la sécrétion de facteurs antibactériens). / The first part of this work introduces a new concept of analysis of clinical trial records and the dynamics of their evolution, both thematic and temporal. This concept has been applied to regenerative medicine, showing the lack of correlation between the source of stem cells and the fields of application. The stomatognathic diseases are few involved in clinical trials for stem cells therapy. Yet periodontitis, immuno-infectious diseases responsible for the destruction of the tooth supporting tissues, are a major public health issue. While the authors agree on the responsibility of the immune and microbial ecology in the pathophysiology of the disease, the reasons for dysbiosis, individual susceptibilities, are still unclear. Graft of mesenchymal stromal cells (MSCs) would return to homeostasis by promoting the activation of endogenous MSCs. The second part of this work shows that periodontitis were potentially associated with 57 systemic diseases; the clinical trials registry of the World Health Organization have been analyzed. The efficacy and safety of the use of MSCs for periodontal regeneration in animal models have also been demonstrated. Yet the models suffered from methodological problems, periodontal lesions are few representative of the pathophysiology. This second part thus provides data on the effectiveness of ASC (CSM from adipose tissue) to improve quantitative and qualitative regeneration of periodontal supporting tissues in a mouse model where periodontal lesions were generated by repeated administration of parodonto-pathogenic bacteria. It is therefore a model whose pathophysiology is closer to that found in humans. Finally, the second part demonstrates broad antibacterial spectrum of ASC whose effect is both direct (macrophage-like effect) and indirect (via the secretion of antibacterial factors).

La résistance aux antibiotiques demeure un problème majeur de santé publique particulièrement dans les pays en voie de développement (PVD) où les conditions d’hygiène sont encore précaires et où l’utilisation des antibiotiques est souvent abusive et très peu contrôlée. Cette thèse a pour objectif principal d’étudier la prévalence, la circulation et la caractérisation génétique des bactéries multirésistantes (BMR) dans un PVD, le Burkina Faso. Ce travail permet de mieux comprendre la propagation de ces BMR dans ce pays et de donner des informations indispensables pour les services de santé publique. Dans cette région, c’est la première étude du genre et cette thèse représente donc un travail original et informatif. A partir d’une revue de la littérature réalisée sur la problématique de l’émergence des BMR en Afrique de l’ouest, les objectifs spécifiques sont : i) d’étudier la prévalence et la caractérisation phénotypique et génotypique des bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) chez les entérobactéries isolées en portage et dans les processus infectieux ; ii) d’évaluer la sensibilité des entérobactéries aux carbapénèmes ; iii) de documenter la prévalence du portage nasal de Staphylococcus aureus (SAUR) résistant à la méticilline (SARM) ainsi que d’effectuer la caractérisation moléculaire les isolats de SAUR. Les isolats ont été prélevés par les services de santé publique au sein des 3 CHU du Burkina et ont été remis en culture au laboratoire de bactériologie du CHU de Montpellier [un total de 594 souches, 522 entérobactéries (214 en portage et 308 dans les processus infectieux) et 72 SAUR]. L’identification des espèces bactériennes repose sur la spectrométrie de masse MALDI-TOF. L’évaluation de la sensibilité aux antibiotiques s’appuie sur la méthode de diffusion en milieu gélosé. Les BLSE et les carbapénémases chez les entérobactéries sont identifiées par méthodes moléculaires (PCR et séquençage) et la caractérisation génétique des isolats de SAUR par une technique de puce à ADN. Au Burkina Faso, les points importants sont : des taux très élevés en portage et dans les infections d’entérobactéries sécrétrices de BLSE en hospitalier et en communautaire; les antécédents de consommation d’antibiotiques ou d’hospitalisation sont des facteurs de risque de portage ; par les isolats BLSE, Escherichia coli est l’espèce prédominante ; la majorité des BLSE sont des CTX-M-15, suivi de CTX-M-14, 27 et SHV-12 ; l’étude des phylogroupes d’E. coli suggère une expansion des gènes CTX-M-15 d’origine plasmidique et non liée à une épidémie de clone ; des isolats d’E. coli producteurs de carbapénémase OXA-181 avec un support génétique plasmidique de type IncX3 sont identifiés. On observe un taux de portage nasal de SAUR classique avec une très faible prévalence de SARM ; on note dans une forte proportion des gènes de virulence (Leucocidine de Panton Valentin et du facteur EDIN) parmi les SAUR en portage constituant des facteurs de risques de gravité lors des infections ; l’analyse génétique des isolats de SAUR montre une grande diversité de clones. Les études de prévalence et de génétiques apportent des informations fondamentales pour l’épidémiologie des BMR, base indispensable pour appréhender la lutte et le contrôle de ces organismes pathogènes résistants. En conclusion, ces premières études réalisées au Burkina permettent de définir les perspectives de recherche et les stratégies à développer pour le contrôle l’émergence et la diffusion de ces BMR. / Antibiotic resistance is a major public health issue, particularly in developing countries where health conditions are still inadequate and antibiotic use is often unjustified and not properly regulated. The main objective of this thesis was to study the prevalence, spread and genetic features of multi-resistant bacteria (MRB) in Burkina Faso, a developing country. This work allows better understanding MRB spread in this country and gives essential information for the development of public health policies. This is the first study in this region and this thesis is therefore an original and informative work. Starting from a review of the literature data on the issue of MRB emergence in West Africa, the specific objectives are: i) to study the prevalence and to characterize phenotypically and genotypically the extended-spectrum beta lactamases (ESBL) in enterobacterial samples isolated from healthy carriers and during the clinical phase of infection; ii) to assess the sensitivity of such enterobacterial samples to carbapenem drugs; iii) to document the prevalence of nasal carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and to molecularly characterize all S. aureus isolates. Samples were collected by the public health services of three Burkina Faso University Hospital Centers (UHC) and were then cultured at the Laboratory of Bacteriology of Montpellier UHC [total n= 594 isolates of which 522 were Enterobacteriaceae isolates (214 from healthy carriers and 308 from patients with clinical infection) and 72 S. aureus isolates]. Bacterial species were identified by MALDI-TOF mass spectrometry. Antibiotic sensitivity was tested using the agar diffusion method. ESBL and carbapenemases in enterobacterial isolates were identified using molecular methods (PCR amplification and sequencing). S. aureus isolates were genetically characterized by using DNA arrays. This work shows that in Burkina Faso, ESBL-producing enterobacterial strains are frequent both in healthy carriers and hospitalized patients and that previous antibiotic use or hospitalizations are risk factors for colonization. Among the ESBL-producing enterobacterial strains, Escherichia coli was the predominant species and most ESBL-producing isolates were CTX-M-15, followed by CTX-M-14, 27 and SHV-12. The analysis of the E. coli phylogenetic groups suggests a plasmid-mediated spread of CTX-M-15 genes and not linked to an epidemic clone. Moreover, E. coli strains that produce the carbapenemase OXA-181 and with an IncX3-type plasmid have been identified. Concerning S. aureus, the rate of nasal carriage was classical with a low prevalence of MRSA. Among the S. aureus nasal samples, a high proportion of virulence genes (Panton Valentin leukocidin and EDIN) was detected. This constitutes an important risk of severe disease during clinical infection. The genetic analysis of the S. aureus isolates showed great clone diversity. These data are essential for understanding MRB epidemiology in Burkina Faso and represent a base for fighting and controlling resistant pathogens. In conclusion, these first studies carried out in Burkina Faso allow defining the future research perspectives and strategies to be developed for controlling the emergence and spread of these MRB.

La fièvre est l’une des principales raisons des consultations hospitalières en Afrique Sub-saharienne. Le paludisme est la cause la plus souvent suspectée, posant ainsi un grand problème: la prescription abusive des anti-paludiques aux sujets fébriles dont le test de diagnostic est négatif pour le paludisme.Vue que les principales causes virales de fièvre sont sporadiques et les patients fébriles sont souvent diagnostiqués négatifs au paludisme au Gabon, l’objectif prioritaire de ces travaux a donc été d’évaluer la présence des bactéries dans le sang des sujets fébriles et afébriles via les outils de biologie moléculaire. La flore bactérienne intestinale a aussi été évaluée à partir des échantillons de selles grâce à la méthode de culturomics.Au total, 1.363 échantillons d’ADN dont 1.203 appartenant aux sujets fébriles ont été analysés. Rickettsia felis a été la bactérie la plus détectée chez 50 patients fébriles suivie de Staphylococcus aureus (26), Streptococcus pneumoniae (12), Salmonella spp (11), Tropheryma whipplei (1) et Streptococcus pyogenes (1). Borrelia spp a été détectée chez 2 sujets afébriles. Le Plasmodium, Mansonella perstans, Loa loa et Mansonella sp "DEUX" ont été aussi détectés. L’évaluation de la flore bactérienne intestinale chez les sujets Gabonais a montré qu’elle était riche en Firmicutes suivie des Bacteroidetes, Actinobacteries et de Proteobacteries. On note aussi la découverte de nouvelles bactéries: Gabonia massiliensis, Gabonibacter massiliensis, Kallipyga gabonensis, Intestinimonas gabonensis et Bacillus massiliogabonensis.Ces travaux apportent beaucoup de ressources dans la lutte contre la fièvre au Gabon. / Fever is one of the main reasons of hospital consultations in Sub-Saharan Africa. Malaria is the most frequently suspected cause, posing a big problem: the wrong prescription of anti-malarial drugs to febrile patients without malaria.In a context of the sporadic existence of the major viral causes of fever added to the fact that febrile patients are often diagnosed negative for malaria, this work aimed to assess, especially, the presence of bacteria in the blood samples from febrile and afebrile Gabonese people using molecular tools. The intestinal bacterial flora was also evaluated from stool samples using culturomics method.A total of 1,363 DNA extracts including 1,203 from febrile patients were analyzed. Rickettsia felis was the most frequently detected bacterium in 50 febrile patients followed by Staphylococcus aureus (26), Streptococcus pneumoniae (12), Salmonella spp (11), Tropheryma whipplei (1) and Streptococcus pyogenes (1). Borrelia spp was detected in 2 afebrile cases. Plasmodium, Mansonella perstans, Loa loa and Mansonella sp "DEUX" were also detected. The evaluation of the gut bacterial flora from Gabonese people showed that Firmicutes were abundant followed by Bacteroidetes, Actinobacteria and Proteobacteria. New bacteria were discovered: Gabonia massiliensis, Gabonibacter massiliensis, Kallipyga gabonensis, Intestinimonas gabonensis and Bacillus massiliogabonensis.This work gives data enhancing the fight against the fever in Gabon.

Les biocapteurs optiques ont connu une évolution sans précédent au cours des dernières années, principalement en raison de la forte interaction entre la biotechnologie, l’optique et la chimie des matériaux. Dans cette thèse, deux différentes plates-formes de biocapteurs optiques ont été conçues pour la détection sensible et spécifique des biomolécules. Plus précisément, le premier système de détection optique est construit sur la base de la bioluminescence de cellules bactériennes d'Escherichia coli génétiquement modifiées. L’émission de lumière induite par cette interaction peut donc être utilisée pour la détection des substances toxiques. Le second système utilise des nanoparticules de métaux précieux (or et argent) aux propriétés plasmoniques accordables qui permettent de sonder les interactions des biomolécules spécifiques à l'interface nano-bio par la résonance plasmonique de surface (LSPR). Ces nanoparticules ont été obtenues par traitement thermique à haute température d’un film métallique déposé sur du verre à l’aide d’une grille de TEM ou déposé sur une couche de bactéries fixée sur le verre. Après une optimisation appropriée des nanostructures métalliques en termes de morphologie et de fonctionnalisation, une sensibilité élevée et une grande spécificité peuvent être simultanément obtenues avec ces immunocapteurs plasmonique. Ces deux plateformes ont été utilisées pour détecter des pesticides comme le carbofuran et l’atrazine / Optical biosensors have witnessed unprecedented developments over recent years, mainly due to the lively interplay between biotechnology, optical physics and materials chemistry. In this thesis, two different optical biosensing platforms have been designed for sensitive and specific detection of (bio)molecules. Specifically, the first optical detection system is constructed on the basis of bioluminescence derived from engineered Escherichia coli bacterial cells. Upon stressed by the toxic compounds, the bacterial cells produce light via a range of complex biochemical reactions in vivo and the resulted bioluminescent evolution thus can be used for toxicant detection. The bacterial bioluminescent assays are able to provide competitive sensitivity, while they are limited in the specificity. Therefore, the second optical detection platform is built on the localized surface plasmon resonance (LSPR) immunosensors. In this optical biosensor, the noble metal (gold and silver) nanoparticles with tunable plasmonic properties are used as transducer for probing the specific biomolecules interactions occurred in the nano-bio interface. These nanoparticles were obtained after a high temperature thermal treatment of an initially thin-metallic film deposited on a glass substrate through a TEM grid or on a bacteria layer fixed on the glass. After appropriate optimization on metal nanostructures morphology and surface biomodification, the applicable sensitivity and specificity can be both guaranteed in this LSPR immunosensor