Problématique : La maladie rénale chronique est un problème majeur de santé publique. Des méta-analyses et revues systématiques montrent que l'exposition à des contraintes psychosociales au travail est associée aux atteintes cardiométaboliques. Toutefois, l'effet de ces contraintes sur la santé rénale est peu documenté. Objectifs : L'objectif de cette étude était de déterminer l'association entre les contraintes psychosociales au travail, définies selon le modèle de déséquilibre effort-reconnaissance, et les biomarqueurs rénaux (débit de filtration glomérulaire (DFGe) et le rapport d'albuminurie-créatininurie (RAC)). Méthodes : Il s'agit d'une étude de cohorte prospective, initialement menée auprès de 9 188 cols blancs du Québec, au Canada, avec deux suivis un après 8 ans (T2 : 1999-2000) et l'autre après 24 ans (T3 : 2015-2018). Un sous-échantillon de 1383 participants (travailleurs et retraités) ont été sélectionnés pour l'évaluation des biomarqueurs rénaux lors du dernier suivi à 24 ans. Le déséquilibre effort-reconnaissance et le surinvestissement au travail ont été évalués à T2 à l'aide d'échelles validées. Le débit de filtration glomérulaire et le rapport d'albuminurie-créatininurie ont été mesurés pendant le dernier suivi (T3). La régression linéaire multiple a été utilisée. Les modèles ont été ajustés séquentiellement pour des facteurs socioéconomiques, des facteurs cardiovasculaires et de mode de vie et d'autres facteurs psychosociaux. Résultats : Dans le modèle entièrement ajusté, le surinvestissement au travail (supérieur à la médiane) est associé au DFGe [β=-1,9 ml/min ; IC95% : -3,2 ; -0,6] ; p=0,001. Aucune association n'a été observée entre le rapport d'albuminurie-créatininurie et l'exposition au déséquilibre effort-reconnaissance. Conclusion : Dans la présente étude, l'exposition passée au surinvestissement au travail est associée à un débit de filtration glomérulaire bas. À notre connaissance, c'est la première étude à examiner cette association. Les recherches futures sont nécessaires pour clarifier la contribution des contraintes psychosociales au travail au développement des atteintes rénales. / Background: Chronic Kidney Disease (CKD) is public health problem. Meta-analyses and systematic reviews show that exposure to psychosocial stressors at work is associated with cardiometabolic impairment. However, little is known about the effect of these stressors on kidney health. Aims: The aim of this study was to determine the association between psychosocial stressors at work, defined according to the effort-reward imbalance model, and renal biomarkers (glomerular filtration rate (eGFR) and albuminuria-creatininuria ratio (ACR)). Methods: This is a prospective cohort study, initially conducted among 9188 white-collar workers in Quebec City, Canada with two follow-ups, one after 8 years (T2: 1999-2000) and one after 24 years (T3: 2015-2018). A subsample of 1383 participants (workers and retirees) was selected for renal biomarkers assessment at the last follow-up. Effort-reward imbalance and over commitment at work were assessed at T2 using validated scales. Glomerular filtration rate and albuminuria-creatininuria ratio were measured during last follow-up (T3). Multiple linear regression was used. Models were sequentially adjusted for socioeconomic, cardiovascular and lifestyle factors, as well as other psychosocial stressors. Results: In the fully adjusted model, workers in the highest level (upper than median) of overcommitment had a lower eGFR [mean difference=-1.9 ml/min; IC95%: -3.2; -0.6]; p=0,001 when compared to those in the lowest level. No association was observed between albuminuria-creatininuria ratio and effort-reward imbalance exposure. Conclusion: In the present study, past exposure to overcommitment at work was associated with lower glomerular filtration rate. To our knowledge, this is the first study to examine this association. Future research is needed to clarify to role of psychosocial stressors at work on renal markers.

Contexte : La proportion de personnes âgées de 65 ans et plus est en constante augmentation, entrainant un accroissement des problèmes de santé fréquents dans cette tranche d'âge tels que les troubles neurocognitifs (TNC) mineurs et majeurs (démence). Face à cette problématique, l'identification de facteurs modifiables, permettant d'accroitre la réserve cognitive et ainsi, de retarder l'apparition des TNC, est une priorité pour la santé publique. Certains facteurs psychosociaux au travail, tels que la complexité intellectuelle, ont été suggérés comme facteurs ayant le potentiel de maintenir une bonne réserve cognitive à long terme. Ces facteurs, aussi appelés contraintes psychosociales au travail, sont reconnus pour leurs effets néfastes sur la santé, ayant été associés avec l'augmentation du risque de maladies cardiovasculaires et de problèmes de santé mentale. L'exposition chronique à des contraintes psychosociales peut entrainer une augmentation de l'inflammation et du stress oxydatif, deux mécanismes biologiques associés avec le risque de TNC. Objectif : L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'effet de l'exposition à des contraintes psychosociales au travail sur 1) la fonction cognitive globale, 2) des biomarqueurs d'inflammation, soit la protéine-C réactive et l'interleukine-6, et un biomarqueur d'inflammation, d'oxydation et de vieillissement cellulaire, soit la longueur des télomères, ainsi que 3) l'effet intermédiaire potentiel de ces trois biomarqueurs dans la relation entre les contraintes psychosociales au travail et la fonction cognitive globale. Méthode : Cette thèse a été réalisée à partir des données de l'Étude prospective québécoise sur le travail et la santé (PROQ), une étude de cohorte occupationnelle prospective comprenant 9188 travailleurs cols-blancs de la région de Québec suivis depuis 24 ans. Un échantillon aléatoire de 3411 participants de l'Étude PROQ a été sélectionné pour faire partie de l'Étude sur les biomarqueurs comprenant un échantillon sanguin pour la mesure des biomarqueurs. Les contraintes psychosociales au travail ont été mesurées par questionnaire auto-rapporté validé. La fonction cognitive a été évaluée à l'aide du « Montreal Cognitive Assessment » (MoCA), un test de fonction cognitive globale validé. La protéine C-réactive, l'interleukine-6 et la longueur des télomères ont été mesurées selon des protocoles standardisés. Des mesures d'association ont été calculées à l'aide d'équations d'estimation généralisées ajustées pour plusieurs facteurs potentiellement confondants, dont des facteurs socio-démographiques, des habitudes de vie et des comorbidités. Une imputation multiple a été réalisée pour les données manquantes et une pondération par probabilité inverse de censure a été réalisée pour corriger pour le potentiel biais de sélection lié aux pertes au suivi. Résultats : Les résultats suggèrent que l'exposition répétée à un travail passif comportant une faible latitude décisionnelle et une faible demande psychologique, pourrait être associée à une moins bonne performance cognitive à long terme; que l'exposition à une combinaison de plusieurs contraintes psychosociales au travail, telles qu'une demande psychologique élevée, une latitude décisionnelle faible et un soutien social au travail faible, pourrait être associée avec des concentrations élevées de biomarqueurs d'inflammation; et que l'exposition à certaines contraintes psychosociales au travail, telles qu'un travail passif ou une faible latitude décisionnelle, pourrait être associée à des télomères plus courts. Par contre, l'effet intermédiaire de ces trois biomarqueurs dans la relation entre les contraintes psychosociales au travail et la fonction cognitive globale n'a pas été observé. Finalement, plusieurs différences ont été observées dans ces associations selon le sexe. Conclusion : Ces résultats apportent un appui supplémentaire à l'importance de considérer les expositions psychosociales au travail lors de l'introduction d'interventions permettant d'accroitre la santé cognitive et de maintenir la réserve cognitive. Ces résultats apportent également un appui à l'importance de ces expositions délétères en montrant l'impact qu'elles peuvent avoir sur des mécanismes biologiques d'inflammation, d'oxydation et de vieillissement cellulaire prématuré, associés au risque de plusieurs maladies chroniques. Les contraintes psychosociales au travail sont à considérer afin d'avoir une vision globale de l'ensemble des facteurs modifiables permettant de prévenir ces maladies et de contribuer au vieillissement en santé. / Background: Due to the aging of the population, the burden of mild and major (dementia) neurocognitive disorders (NCD) has considerably increased in the past decades. The identification of modifiable factors that could maintain cognitive function is thus emerging as a public health priority. Some work-related psychosocial factors such as intellectual complexity, have been suggested to have the potential to support a good cognitive reserve in the long run. However, work-related psychosocial stressors are also recognized for their harmful effects on health, having been associated with an increased risk of cardiovascular disease and mental health problems. Chronic exposure to psychosocial stressors can lead to increased inflammation and oxidative stress, two biological mechanisms associated with the risk of NCD. Objective: The objective of this thesis was to evaluate the effect of work-related psychosocial factors exposure on 1) global cognitive function, 2) inflammatory biomarkers, namely C-reactive protein and interleukin 6, and telomere length, as well as 3) the potential mediating effect of these three biomarkers in the relationship between work-related psychosocial factors and global cognitive function. Method: This thesis was carried out using data from the Prospective Quebec (PROQ) study on work and health, an occupational cohort study including 9188 white-collar workers from Quebec City followed over 24 years. A random sample of 3411 participants from the PROQ Study was selected to be part of the Biomarker study, which included a blood sample for the measurement of biomarkers. Work-related psychosocial factors were evaluated using validated questionnaires. Global cognitive function was evaluated with the Montreal Cognitive Assessment, a validated test. C-reactive protein, interleukin-6 and telomere length were measured according to standardized protocols Associations were measured using generalized estimating equation adjusted for several potential confounders, including socio-demographic factors, lifestyle habits and comorbidities. Multiple imputation was performed for missing data and inverse probability of censoring weighting was performed to correct for potential selection bias related to losses to follow-up. Results: Analyses suggest that repeated exposure to passive work characterized by low decision latitude and low psychological demand may be associated with poorer long-term cognitive performance; that exposure to a combination of several psychosocial constraints at work, such as high psychological demand, low decision latitude and low social support at work, are associated with high concentrations of inflammatory biomarkers; and that exposure to certain psychosocial constraints at work, such as passive work or low decision latitude, are associated with shorter telomeres. However, biomarkers were not found to mediate the relationship between work-related psychosocial factors and global cognitive function. Finally, several differences were observed according to sex. Conclusion: The results of this thesis provide additional support for the importance of considering psychosocial exposures at work when introducing interventions to promote cognitive health. These results also support the importance of the deleterious effect of these exposures by showing the impact they can have on the biological mechanisms of inflammation, oxidative stress, and premature cellular aging, that are all associated with the risk of chronic disease. Work-related psychosocial factors must be considered to have a global vision of all the modifiable factors that make it possible to prevent disease development and contribute to healthy aging.

Un grand intérêt est remarqué au sein de la communauté et les chercheurs scientifiques pour étudier le changement et le réchauffement climatique ainsi que pour évaluer les conditions environnementales actuelles et ses limites. Il est établi que la présence de micro-organismes sélectionnés dans un environnement spécifique peut prédire différents facteurs environnementaux dans un habitat donné. L'écologie microbienne étudie les relations existantes entre les micro-organismes et leur environnement. Comprendre les micro-organismes qui prospèrent dans ces régions nordiques peut grandement faire progresser nos connaissances sur ces habitats et les effets des changements climatiques. Ces microbes sont appelés bioindicateurs. Mais, à l'heure actuelle, les micro-organismes bioindicateurs qui se développent dans différents habitats qui sont les plus touchés par les changements climatiques, comme ceux des régions septentrionales du Canada, sont encore pour la plupart inconnus. Le programme transdisciplinaire Stratégie Sentinelle Nord de l'Université Laval vise à développer des technologies innovantes et à accroître la connaissance collective des habitats nordiques et de leurs impacts sur les êtres humains et leur santé. Sous l'égide de l'initiative Sentinel Nord, le projet EcoChip est un programme ambitieux qui vise à développer une technologie autonome de surveillance, de compréhension et de valorisation des microorganismes présents dans le Nord. La technologie EcoChip vise également à identifier des molécules uniques susceptibles d'être utilisées dans des processus biologiques et industriels. Ici, nous présentons la technologie EcoChip de nouvelle génération. C’est un système autonome qui permet de surveiller la croissance des micro-organismes dans les puits individuels sur le terrain. Il peut mesurer le taux de croissance des micro-organismes et leurs conditions environnementales in-situ grâce à une plate-forme de capteurs embarqués. Cette nouvelle version améliore de nombreux aspects du prototype précédent. Entre autres, il a un réseau d'électrodes EIS plaqué et intégré à la carte électronique, un nouveau boîtier hermétique personnalisé et a été fabriqué en utilisant une technologie de carte de circuit imprimé standard et peu coûteuse. / The community and scientific researchers have great interest in studying climate change and warming as well as to assess current environmental conditions and its limitations. Microbial ecology studies the existing relationships between microorganisms and their environment. The presence of selected microorganisms in a specific environment can predict different environmental factors in each habitat. These sentinel microbes are called bioindicators. Understanding the microorganisms that thrive in these northern regions can greatly advance our knowledge of these habitats and the effects of climate change. However, at present, the bioindicator microorganisms that thrive in different habitats that are most affected by climate change, such as those in northern regions of Canada, are still mostly unknown. The transdisciplinary Sentinel North Strategy program aims to develop innovative technologies and increase collective knowledge of northern habitats and their impacts on humans and their health. Under the aegis of the Sentinel North initiative, this project is an ambitious program, aims to develop an autonomous technology for monitoring, understanding and valuing the microorganisms present in the North. EcoChip technology also aims to identify unique molecules used in biological and industrial processes. Here we present the next generation EcoChip technology. It is a stand-alone system built to monitor the growth of microorganisms in individual wells in the field. It can measure the growth rate of microorganisms and their environmental conditions in-situ using an on-board sensor platform. The system can measure the impedance of microorganisms inside 96 wells using the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) technique. Other parameters like temperature, humidity and luminosity are measured. The EcoChip has many improvements. Among other things, it has an EIS electrode array plated and integrated with the electronic board, a new customized hermetic package and was manufactured using standard and inexpensive printed circuit board technology.

Cette étude a pour objectif de déterminer la valeur pronostique de la protéine S-100ß et de l’énolase neurone-spécifique (NSE) chez les patients ayant subi un traumatisme craniocérébral (TCC) modéré ou grave. Deux revues systématiques et méta-analyses ont été effectuées afin de recenser les études présentant un dosage de ces biomarqueurs en lien avec la mortalité ou le pronostic fonctionnel évalué à l’aide du score du Glasgow outcome scale (GOS). Des 9228 résultats de la recherche, 41 et 26 études ont été incluses, respectivement, pour la protéine S-100ß et la NSE. Il existe une association entre le dosage sérique de la protéine S-100ß et de la NSE avec une issue clinique défavorable, c’est-à-dire la mortalité ou un score du GOS ≤ 3. Une concentration sérique entre 1,38 et 10,50 µg/L pour la protéine S-100ß est 100 % spécifique pour prédire le décès. La présence de lésions extracérébrales n’influençait pas cette association. / The main objective of this study is to determine the prognostic value of S-100ß protein and neuron-specific enolase (NSE) following a moderate or severe traumatic brain injury (TBI). Two systematic reviews and meta-analysis were performed to find the studies having evaluated the link between a level of those biomarkers and the mortality or the Glasgow outcome scale (GOS). Of the 9228 citations, 41 and 26 studies were finally included respectively for S-100ß protein and NSE. We observed a significant association between blood levels of S-100ß protein and NSE and an unfavorable outcome such as the mortality or the GOS ≤ 3. A 100% specificity serum level threshold for mortality was between 1.38 to 10.50 µg/L for the S-100ß protein. The association showed consistent results despite the presence of significant extracranial injuries.

La séparation des solides produits au sein des systèmes de traitement biologique est une étape cruciale ayant un grand impact sur la qualité de l’effluent. Jusqu’à présent, peu d’études se sont attardées aux spécificités que présente la séparation de la biomasse provenant de systèmes à culture fixe. D’une part, les concentrations relativement faibles de solides présents dans l’effluent des réacteurs ne permettent pas une biofloculation aussi efficace que lors de la décantation freinée observée au sein des clarificateurs de filières à boues activées. D’autre part, les solides présents à l’effluent d’un réacteur biologique à biomasse fixe sont principalement composés de fragments desquamés de biofilm possédant des caractéristiques associées à la décantabilité différant significativement de celles des cultures en suspension. L’objectif de l’étude consiste donc en la caractérisation de la décantabilité des solides contenus dans l’effluent de réacteurs équipés de cellules flottantes à microbiote fixe. Les cellules, contenant le support inerte BIONESTMD permettant la fixation d’une biomasse, ont été incorporées dans des réacteurs (échelle pilote) alimentés avec de l’eau usée domestique. Le montage expérimental a permis de mesurer l’influence des conditions d’opération des réacteurs sur la décantabilité des matières en suspension produites. Les variables ayant été modifiées sont la température et la charge organique surfacique. Des échantillons prélevés directement en aval des pilotes ont été analysés dans le but de mesurer l’influence de ces paramètres d’opération sur la décantabilité des boues produites. Des mesures de distributions de la taille des particules et de leur vitesse de sédimentation ainsi que des essais permettant de quantifier les matières en suspension décantables ont été réalisés sur chacun des échantillons. Les résultats obtenus permettent de constater que la charge surfacique appliquée (0,4 à 10 gDBO5Cs/m².d) n’a pas d’influence statistiquement significative sur la décantabilité des solides produits. La température d’opération (0,1 à 16°C) des réacteurs, quant à elle, affecte de manière significative la séparabilité des solides produits (degré de confiance de 95%). Il est possible de constater que les réacteurs pilotes opérés à des températures plus basses que 14°C permettent la production de solides auxquels sont associées les meilleures performances de décantation (pourcentage de matières en suspension décantées et concentration en MeS après décantation). En considérant que la vitesse de sédimentation est fonction de la taille des particules, les mesures de distributions de la taille des particules permettent d’expliquer les résultats obtenus. Il est effectivement possible de constater qu’une proportion plus grande de particules dont la taille est supérieure à 100 µm (décantables) est observée à l’effluent des pilotes opérés à des températures allant de 0,1 à 10°C. Les performances de décantation (tendances centrales) ainsi que la proportion des solides dont la taille est supérieure à 100 µm sont diminuées pour les pilotes opérés à des températures supérieures à cette plage. / Solid-liquid separation represents a crucial step of biological wastewater treatment processes. It has a large impact on the effluent quality of the facilities. Until now, only few studies were conducted focusing on the separation of solids produced in fixed-film processes. First, the relatively low sludge concentrations do not facilitate bioflocculation making separation less efficient than in activated sludge secondary settlers, where hindered settling occurs. Second, the solids produced in fixed-film biological reactors are mostly sloughed biofilm fragments. The settling potential of that type of particulate matter is quite different from the separation potential of activated sludge. The aim of the present study was to characterize the settleability of solids produced in fixed-film biological reactors. Cells containing BIONEST® inert media allowing the attachment of biomass were incorporated in pilot reactors fed with domestic wastewater. The experimental setup allowed the evaluation of the impact of operating conditions on the settleability of the produced solids. The variables studied were the temperature and organic load. Effluent samples were taken directly downstream the pilot reactors in order to measure the influence of those parameters on the solids’ settling potential. Particle size distributions, settling velocity distributions as well as tests allowing quantification of settleable solids were performed on each sample. The obtained results show that the applied organic load (0,4 to 10 gDBO5Cs/m².d) does not have a statistically significant effect on settleability. The operating temperature (0,1 to 16°C), in contrast, significantly affects solids separability (95% confidence level). The reactors operated at temperatures lower than 14°C allowed the production of solids with the best settling performance (percentage of suspended solids settled and suspended solids concentration after settling). Considering the fact that the settling velocity is a function of particle size, particle size distribution measurements were used to explain the obtained results. Indeed, it can be noted that a larger fraction of large particles (>100 µm) is contained in the effluent of the pilots operated at temperatures between 0,1 and 10°C. The settling performance (central tendencies) as well as the fractions of large particles decreased for pilots operated at temperatures above 10°C.

L’enzyme uridine glucuronosyltransférase 2B17 (UGT2B17) participe à l’inactivation des androgènes et régule l’exposition de la prostate à ces hormones. Ainsi, les variabilités génétiques de l’UGT2B17 peuvent modifier son activité, changer l’exposition de la prostate aux hormones et possiblement avoir un impact dans l’évolution du CaP. Nous avons étudié l’association des polymorphismes d’UGT2B17 liés à un gain de fonction (rs59678213C>T et rs6817882T>C) avec les niveaux circulants d’hormones et le risque de récidive biochimique chez 526 patients atteints d’un CaP localisé. L’effet de la surexpression d’UGT2B17 par tissue microarray (TMA) sur le phénotype du cancer de la prostate a aussi été évalué dans 239 tumeurs primaires. De plus, les profils hormonaux ont été établis chez 48 patients ayant un CaP localisé et présentant une déficience complète du gène UGT2B17. Comparativement aux nonporteurs, les patients avec le génotype rs59678213TT présentent une réduction de 14% (p = 0.002) des niveaux circulants d’androstérone (ADT). En lien avec un gain de fonction de l’enzyme UGT2B17, ces patients présentent des niveaux plus élevés des métabolites d’androgènes glucuronides, l’ADT-G (16%; p = 0.002) et le 3α-diol-17-G (18 %; p = 0.005). Cette variante génétique est également associée à un risque accru de récidive biochimique (HR = 1.80; 95% IC: 1.23 – 2.64; p = 0.002). Par ailleurs, les patients déficients en UGT2B17 présentent une accumulation des précurseurs surrénaliens (≥ 33 %; p < 0.006). Les patients surexprimant UGT2B17 au niveau tumoral présentent des niveaux abaissés d’antigène prostatique spécifique, des tumeurs plus petites et un taux plus faible de positivité des marges chirurgicales. L’expression des hauts niveaux tumoraux d’UGT2B17 semble être un facteur additionnel de mauvais pronostique (HR = 2.05; 95% IC: 1.04–4.37; p = 0.047). En conclusion, les variations génétiques d’UGT2B17 ainsi que la de surexpression tumorale de la protéine UGT2B17 engendrent des changements significatifs des taux d’hormones androgéniques et semblent avoir un impact sur la progression du CaP / The enzyme uridine glucuronyltransferase 2B17 (UGT2B17) inactivates androgens and influences androgen exposure in the prostate. Thus, UGT2B17 genetic variability can change its activity as well as hormone levels and might have an impact in PCa progression. We have studied the association between UGT2B17 gain-of-function polymorphisms (rs59678213C>T and rs6817882T>C) with hormone levels and the risk of biochemical recurrence in 526 patients who had localized PCa after radical prostatectomy. The effect of UGT2B17 overexpression on PCa phenotype was also analysed in 239 primary tumours by tissue microarray (TMA). Besides, we have determined the hormonal profile of 48 patients with both localized PCa and UGT2B17 complete deletion. When compared to non-carriers, patients having rs59678213TT genotype presented a 14% reduction in androsterone (ADT) levels (p = 0.002). They also had increased levels of glucuronide metabolites such as ADT-G (16% reduction; p = 0.002) and 3α-diol-17-G (18 %; p = 0.005), which is in keeping with greater UGT2B17 activity. Carriers of this genetic variant were also at increased risk of biochemical recurrence (HR = 1.80; 95% CI: 1.23 – 2.64; p = 0.002). Furthermore, patients carrying UGT2B17 complete deletion had increased levels of adrenal precursors (≥ 33 %; p < 0.006). Tumoral overexpression of UGT2B17 was associated with decreased levels of PSA, smaller tumours and lower rates of positive margins. It was also an independent marker for biochemical recurrence (HR = 2.05; 95% CI: 1.04–4.37; p = 0.047). In summary, UGT2B17 genetic variants and tumoral overexpression of UGT2B17 significantly modify androgenic levels and seem to influence PCa progression.

L'objectif principal de cette thèse était de vérifier l'influence d'une période préparatoire précédant l'arrivée d'un signal indiquant au sujet de débuter la production d'un intervalle temporel. Cette tâche est exécutée selon le paradigme prospectif. De plus en plus de chercheurs admettent l'implication d'une horloge interne afin d'expliquer les phénomènes temporels observés dans le contexte de ce paradigme. Lorsque le signal du début de la production est présenté, un processus d'accumulation d'une information temporelle serait activé jusqu'à l'atteinte d'une quantité critère relative à la durée à produire. Les résultats suggèrent que la période préparatoire affecte la période de latence entre la présentation du signal et l'activation du processus d'accumulation de l'horloge. La connaissance temporelle de la durée de la période préparatoire permettrait au sujet de mobiliser ses ressources attentionnelles à la présentation du signal afin de diminuer la période de latence et augmenter la précision des productions.

Cette thèse de doctorat présente quatre études portant sur la détection des agents bactériens aéroportés associés au bioterrorisme. Tout d’abord, un rappel historique des guerres biologiques et du bioterrorisme permettra de mieux comprendre cette menace. Pour cibler la problématique actuelle, les agents biologiques, les procédures d’intervention des organisations de sécurité et de santé publique ainsi que les méthodes de détection seront ensuite introduites. La capacité de détection rapide des agents biologiques est une des lacunes importantes des procédures d’intervention. La détection et l’identification de ces agents biologiques nécessitent plusieurs étapes critiques interreliées. Elles consistent en l’échantillonnage, la préparation des analytes contenues dans des matrices complexes et finalement l’identification du micro-organisme en décodant des macromolécules signatures, et ce, notamment par des méthodes génotypiques. Certaines particules peuvent potentiellement être employées pour la préparation d’armes biologiques aéroportées. De plus, des poudres inoffensives (p. ex., farine) peuvent être utilisées pour terroriser certains individus, des organisations ou la population. Ces composés peuvent toutefois interférer avec les méthodes de détection moléculaire. C’est pourquoi la première étude traite de l’interférence sur la détection par la PCR de 23 échantillons poudreux ou environnementaux autres. Cet article présente une méthode séparant des spores de Bacillus de matrices poudreuses afin d’enlever ces particules nuisibles à la détection. La procédure conceptualisée est simple d’exécution (10 étapes), rapide (≤ 10 minutes), peu coûteuse (~ 10 $) et permet de traiter une plus grande variété d’échantillons par rapport à l’art antérieur. En second lieu, une lyse de spores bactériennes basée sur la sonication rapide (45 secondes) a permis d’extraire l’ADN génomique avec des rendements comparables à une autre méthode de lyse commercialisée performante nécessitant cinq minutes. Le Module fluidique de lyse ultrasonique a été confectionné pour être décontaminé et transféré d’une zone contaminée à une zone sécurisée, ce qui est un avantage important dans le contexte du bioterrorisme. Le troisième projet concerne le développement d’un essai de détection basé sur l’amplification PCR de type large spectre du gène tuf et l’identification sur biopuce de séquences d’ADN signatures grâce à une hybridation en microfluidique. Cet essai a permis de détecter rapidement (75 minutes) 12 des 13 agents bactériens aéroportés associés au bioterrorisme listés par les CDC. Finalement, les analyses de séquences du gène cible, tuf, chez le genre Yersinia, ont montré un haut niveau de divergence entre les gènes dupliqués intragénomiques, tufA et tufB (8,3 à 16,2 %). Ce résultat inattendu pourrait montrer les circonstances particulières permettant à des gènes dupliqués d’acquérir de nouvelles fonctions. De plus, cette étude a permis de faire une analyse phylogénétique de 14 des 17 espèces décrites du genre Yersinia et d’apporter des informations sur leur classification taxonomique. Prochainement, il serait intéressant de juxtaposer les différentes étapes de détection des agents biologiques présentées ici dans un système intégré d’analyse totale. Par conséquent, l’automatisation pourrait faciliter leur utilisation sur le terrain pour détecter et identifier rapidement (~1 h) des agents biologiques associés au bioterrorisme permettant de prendre en charge les victimes plus efficacement et de contribuer à enrayer la propagation. / This doctoral thesis presents four studies regarding the detection of airborne bacterial biothreat agents. First of all, a historical review of biological warfare and bioterrorism will allow for better understanding of this threat. To focus on the current problematic, biological agents, intervention procedures of public security and health organisations, as well as detection methods will then be introduced. The lack of systems for the reliable and rapid detection of biological agents is an important limitation of intervention procedures. Many interrelated steps are required to detect and identify biological agents. They consist of sampling, sample matrix processing, and finally, microbial identification by decoding macromolecule signatures, notably using genotyping methods. Some particles potentially employed to produce airborne biological weapons could interfere with molecular detection methods. Moreover, inoffensive powders (e.g. flour) can be used as hoaxes to terrorise individuals, organisations, or the population. Therefore, the first article studied the interference on PCR detection of 23 powdery or other environmental samples. This study presents a method to separate Bacillus spores from powdery matrices to alleviate the impact of these interfering compounds. The developed procedure is fast (≤10 minutes), inexpensive (~ 10$), allows easy handling (10 steps) and treatment of a wider sample variety compared to prior art. Secondly, a bacterial spore lysis based on rapid sonication (45 seconds) allowed extraction of genomic DNA in yields comparable to a robust commercialised lysis procedure requiring 5 minutes. The Fluidic Ultrasonic Lysis Module can be decontaminated and transferred from a contaminated to a secured area, which is advantageous in the context of bioterrorism. The third project shows the development of a detection assay based on a bacterial broad-spectrum PCR amplification of the target gene tuf and the identification of signature DNA sequences using a microfluidic microarray system. This assay allowed the rapid (75 minutes) detection of 12 of the 13 airborne bacterial biothreat agents listed by the CDC. Finally, analyses of tuf gene sequences from the Yersinia genus showed a high level of divergence between intra-genomic tufA and tufB sequences (8.3 to 16.2 %). This unexpected result could reveal particular circumstances allowing duplicated genes to acquire new functions. Moreover, this study allowed a phylogenetic analysis of 14 of the 17 described Yersinia species and added information about their taxonomical classification. In the near future, it would be interesting to combine the different biothreat detection steps presented here into a total analysis system. Hence, automation could facilitate its utilisation in the field to detect and identify (~1 h) biothreat agents resulting in more efficient medical management of victims and contribute to stop propagation.

L’hypertension artérielle est une maladie chronique sociétale en constante croissance et dont les conséquences délétères affectent lourdement les systèmes de santé à travers le monde. Afin de répondre au besoin de développer de nouvelles stratégies pour prévenir l’apparition de l’hypertension artérielle et de ses conséquences cardiométaboliques, ce projet vise en premier lieu à documenter l’utilisation de la tension artérielle à l’effort sous-maximal comme indicateur précoce d’un profil cardiométabolique détérioré. Il a également pour but de documenter l’impact sur la tension artérielle au repos et à l’effort d’un programme d’intervention préventive en milieu de travail ciblant l’adoption de saines habitudes de vie. Au terme de l’étude, nous avons constaté qu’une réponse tensionnelle excessive lors d’un effort sous-maximal standardisé était associée à plusieurs détériorations du profil de risque cardiométabolique (circonférence de taille et niveau de triglycérides augmentés, contrôle glycémique et condition cardiorespiratoire diminués). Nos résultats suggèrent donc que la tension artérielle à l’effort sousmaximal serait un outil clinique simple pour identifier les individus avec un profil cardiométabolique et cardiorespiratoire détérioré. D’autre part, nous avons observé une amélioration de la tension artérielle au repos suite à une l’intervention de trois mois ciblant l’adoption de saines habitudes de vie. L’amélioration de la tension artérielle à l’effort, quant à elle, était expliquée par l’augmentation de la condition cardiorespiratoire pour les hommes et les femmes ainsi que par la diminution de la circonférence de taille chez les hommes. Nos résultats suggèrent donc qu’une amélioration de la condition cardiorespiratoire soit nécessaire pour observer une amélioration de la tension artérielle à l’effort sousmaximal.

Le régime alimentaire joue un rôle dans le développement du cancer du sein, mais le mode d’action des facteurs nutritionnels sur le tissu mammaire est mal compris. Un des mécanismes potentiels est la création d’un stress oxydatif qui favoriserait le processus tumoral et l’inflammation. Par conséquent, la consommation d’antioxydants pourrait contribuer à réduire l’inflammation dans les tissus et à prévenir le cancer du sein. Cependant, peu d’études ont exploré la relation entre les apports en antioxydants et l’expression de marqueurs inflammatoires dans le tissu mammaire. Ce projet visait à évaluer la relation entre les apports en antioxydants et l’expression de 11 marqueurs inflammatoires dans le tissu mammaire normal de 160 femmes atteintes d’un cancer du sein. Les données alimentaires ont été obtenues par un questionnaire de fréquence alimentaire auto-administré mesurant les apports alimentaires et la prise de suppléments de l’année précédente. L’expression des marqueurs inflammatoires a été évaluée par immunohistochimie. La corrélation entre les apports en antioxydants et l’expression des marqueurs inflammatoires a été analysée par le coefficient de corrélation partiel de Spearman. Les analyses ont été effectuées pour l’ensemble de l’échantillon et pour les femmes pré-ménopausées et post-ménopausées prises séparément. Après la correction de Bonferroni, les apports élevés en bêta-tocophérol corrélaient avec une diminution de l’expression de l’IL-10 pour l’ensemble de l’échantillon (r=-0,26) et chez les femmes post-ménopausées (r=-0,39). Parmi toutes les femmes, les apports en zinc corrélaient négativement avec l’expression de l’IL-10 (r=-0,26) et parmi les femmes post-ménopausées, les apports en sélénium corrélaient négativement avec l’expression de la lactoferrine (r=-0,39). Aucune association significative n’a été observée chez les femmes pré-ménopausées. Nos résultats suggèrent que le bêta-tocophérol, le zinc et le sélénium pourraient agir sur le tissu mammaire par des mécanismes affectant l’expression de certains marqueurs inflammatoires et que ceci serait influencé par le statut ménopausique. / Diet plays an important role in the development of breast cancer, but the influence of dietary factors on the mammary tissue is poorly understood. One possible underlying mechanism is the generation of oxidative stress favoring inflammation and tumorigenic processes. Consequently, antioxidant consumption that fosters tissue inflammation reduction could prevent breast cancer risk. However, few studies have explored relationships between antioxidant intakes and inflammation marker expression in breast tissue. This project aimed to evaluate potential link between the intake of antioxidants that have been associated with breast cancer risk and the protein expression level of 11 inflammatory markers in normal breast tissue of 160 women diagnosed with breast cancer. Antioxidant intakes were collected using a self-administered semi-quantitative food frequency questionnaire designed to measure dietary patterns and supplement intake over the past year. Inflammation marker expression was assessed by immunohistochemistry. Correlations between antioxidant intakes and inflammatory marker expression were explored using the Spearman’s partial correlation coefficients (r) for all women, and then for premenopausal and postmenopausal women separately. After Bonferroni correction, negative correlations were observed between dietary beta-tocopherol and IL-10 expression in all women combined (r=-0.26) and among postmenopausal women (r=-0.39). For all women, negative correlation was found between total zinc intakes and IL-10 (r=-0.26). Among postmenopausal women, dietary selenium intake was negatively correlated with the expression of lactoferrin (r=-0.39). No associations were observed in premenopausal women. Our findings suggest that consumption of specific antioxidants, including beta-tocopherol, zinc and selenium, may act on the breast tissue through mechanisms affecting the expression of certain inflammation markers and that this would be influenced by the menopausal status.