Les rapports sexuels non protégés (RSNP) sont un facteur de risque prédominant pour l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) et doivent donc être évalués de la façon la plus valide possible dans le cadre des études de prévention du VIH. À ce jour, le questionnaire demeure l’outil le plus utilisé pour documenter les comportements sexuels. Or, l’auto-rapportage des comportements sexuels est sujet à des biais de rappel et de désirabilité sociale. L’usage de biomarqueurs de l’exposition au sperme pourrait aider à pallier ces biais. L’antigène prostatique spécifique (PSA) et l’ADN chromosomique Y (ADNch-Y) sont les deux biomarqueurs de l’exposition au sperme les mieux caractérisés à ce jour. La PSA et l’ADNch-Y sont détectables jusqu’à respectivement deux et 14 jours suivant un RSNP. Dans le cadre d’une étude prospective de démonstration visant à vérifier la faisabilité d’implanter le traitement précoce comme prévention (early antiretroviral therapy : E-ART) et la prophylaxie pré-exposition (pre-exposure prophylaxis : PrEP) chez les travailleuses du sexe (TS) professionnelles de Cotonou au Bénin, le sous-rapportage des RSNP était anticipé de la part des participantes, de même qu’un potentiel changement dans les RSNP en cours de suivi dans le groupe PrEP. Nos objectifs étaient donc de valider l’autorapportage des RSNP à l’aide de la PSA et de l’ADNch-Y; de comparer le sous-rapportage des RSNP sur les périodes de rappel de deux et 14 jours; et d’évaluer les tendances de RSNP dans le groupe PrEP. Nous avions aussi pour objectif de comparer la capacité de détection des RSNP d’un nouveau test de détection, soit une PCR nichée ciblant la famille de gènes homologues testis-specific protein Y-encoded (n-TSPY), à celle de six autres méthodes couramment utilisées à des fins de détection de l’exposition récente au sperme. Au recrutement de l’étude E-ART/PrEP et sur une période de 24 mois de suivi, les RSNP survenus dans les deux et 14 derniers jours ont été évalués à chaque six mois par questionnaire et par détection de la PSA et de l’ADNch-Y. Lorsqu’une participante ne rapportait pas de RSNP dans les deux (ou 14) derniers jours, mais qu’elle était testée positive pour la PSA (ou l’ADNch-Y), elle était considérée comme ayant sous-rapporté les RSNP des deux (ou 14) derniers jours. Une régression de Poisson robuste a été utilisée pour comparer le sous-rapportage sur les deux périodes de rappel. Les tendances de RSNP en fonction des différentes mesures de RSNP ont été évaluées à l’aide d’une régression log-binomiale. Des équations d’estimation généralisée (Generalized estimating equation : GEE) ont été appliquées pour tenir compte de la dépendance des observations. Au recrutement, nous avons observé une prévalence d’environ 20% de sous-rapportage des RSNP chez les TS de Cotonou, mais aucune différence statistiquement significative du sous-rapportage des RSNP entre les deux périodes de rappel. Certains de nos résultats suggèrent que les performances relatives de chacun des biomarqueurs pour détecter les RSNP sur sa période de rappel respective ne sont pas équivalentes, ce qui pourrait avoir compromis notre capacité à détecter une différence de sous-rapportage entre les deux périodes de rappel. Aucun changement statistiquement significatif n’a été observé dans les RSNP en cours de suivi dans le groupe PrEP. Enfin, en comparaison avec la PCR n-TSPY développée pour l’étude E-ART/PrEP, chacune des six méthodes courantes de détection de l’exposition récente au sperme manquait de sensibilité pour détecter les RSNP. En conclusion, les données auto-rapportées sur les RSNP sont biaisées et devraient donc être interprétées avec précaution. Une meilleure caractérisation de la cinétique de clairance de la PSA et de l’ADNch-Y est requise afin de mieux évaluer l’effet de la durée de la période de rappel sur le sous-rapportage des RSNP. L’absence de changement dans les RSNP en cours de suivi suggère que la PrEP pourrait potentiellement être utilisée comme méthode de prévention du VIH chez des TS sans craindre une compensation de risque par diminution de l’utilisation du condom. Nos analyses de tendances de RSNP suggèrent aussi la nécessité d’évaluer objectivement les RSNP par l’utilisation de biomarqueurs et de corriger pour les biais de sélection potentiels lors de l’évaluation des tendances de RSNP dans une étude longitudinale avec forte attrition. Enfin la PCR n-TSPY pourrait être d’une grande utilité pour détecter les RSNP dans des études observationnelles où plusieurs facteurs peuvent accélérer la clairance des biomarqueurs. / Unprotected sex (UPS) is a major risk factor for human immunodeficiency virus (HIV) infection and must be measured as validly as possible in HIV prevention studies. To date, the questionnaire is the most commonly used tool to assess sexual behaviours. However, self-report of sexual behaviours is subject to recall and desirability biases. The use of biomarkers of recent semen exposure might help to overcome these biases. Prostatespecific antigen (PSA) and Y chromosomal DNA (Yc-DNA) are the most characterized biomarkers of semen exposure. PSA and Yc-DNA can be detected up to two and 14 days following UPS. Over the course of an early antiretroviral therapy (E-ART) and pre-exposure prophylaxis (PrEP) demonstration study that was conducted among professional female sex workers (FSW) in Cotonou, Benin, under-reporting of UPS was expected, as well as a change in UPS in the PrEP group. Our objectives were thus to validate self-report of UPS by the means of PSA and Yc-DNA detection; to compare under-reporting of UPS over the last two and 14 days; and to assess trends in UPS in the PrEP group. We also aimed to compare the UPS detection capability of a novel screening test of Yc-DNA, a nested polymerase chain reaction targeting the testis-specific protein Y-encoded family of homologous genes (n-TSPY), to six other commonly used methods to detect recent semen exposure. At baseline of the E-ART/PrEP study and over a 24 months period of follow-up, UPS from the last two and 14 days were assessed every six months by questionnaire and by PSA and Yc-DNA screening. Under-reporting of UPS in the last two or 14 days was defined as reporting no UPS in the last two or 14 days while testing positive for PSA or Yc-DNA, respectively. A robust Poisson regression was used to compare under-reporting over the last two and 14 days. Trends in UPS as measured with the different tools were assessed by the means of a log-binomial regression. Generalized estimating equations (GEE) were used to account for dependence between observations. At baseline, we observed about 20% of under-reporting of UPS among FSW from Cotonou. However, we observed no statistically significant difference between under-reporting in the last two days and under-reporting in the last 14 days. Some of our results suggest that the relative performances of each biomarker to detect UPS over its corresponding recall period are not equal, which might have prevented us to detect a difference in under-reporting over the two recall periods. No trend in UPS was observed in the PrEP group. Finally, using n-TSPY as a reference test, each of six commonly used methods to detect recent semen exposure lacked sensitivity in the detection of RSNP. In conclusion, self-report of UPS is biased and must be cautiously interpreted. A better characterization of the clearance of PSA and Yc-DNA is required in order to better evaluate the potential effect of the recall period length on under-reporting of UPS. The absence of any evidence of a trend in UPS in the PrEP group might suggests that there was no risk compensation over the PrEP demonstration study and that PrEP might be a suitable HIV prevention method to use among FSW. Our trends in UPS analyses also pointed out the necessity to objectively assess UPS by the means of biomarkers and to correct for the potential selection bias when assessing trends in UPS over the course of a longitudinal study with high attrition. Finally, the n-TSPY might be of great utility to detect UPS in observational studies where many factors might accelerate the clearance of the biomarkers.

Les espèces végétales exotiques peuvent devenir envahissantes une fois naturalisées sur un nouveau territoire. La méthode de lutte la plus efficace étant la prévention, il est primordial de pouvoir prédire à l'avance si une nouvelle espèce introduite deviendra envahissante. Afin d'en arriver à un outil d'aide à la décision facile d'utilisation, il importe de développer des modèles plus simples, ayant peut-être un pouvoir explicatif moins grand, mais qui seront par contre plus faciles à comprendre et à utiliser. Il est possible de simplifier un modèle en utilisant moins de variables mais en les choisissant mieux, sur une base théorique. Le but de ce mémoire est donc de tester la force de la relation liant l'aire de répartition d'origine eurasiatique avec l'abondance et l'étendue de l'aire de répartition d'introduction en Amérique du Nord. La variable explicative principale, l'aire de répartition d'origine eurasiatique, a été utilisée avec deux autres covariables, soit le temps de résidence sur le continent nord-américain et le cycle de vie des espèces afin de bâtir un modèle statistique. Ce dernier a été testé à deux échelles géographiques, soit à l'échelle d'un pays entier, les États-Unis, et à une échelle plus régionale. L'utilisation de spécimens d'herbier et d'autres sources de données disponibles en ligne a permis de construire une base de données comportant un grand nombre d'espèces (N = 481). Les modèles ont révélé qu'avec peu de variables explicatives, il est possible d'expliquer une proportion importante du phénomène d'envahissement et d'abondance (> 40 %) dans certaines régions des États-Unis. Cette recherche contribue au développement d'un outil d'aide à la décision simple et démontre qu'il est possible d'expliquer une partie importante le phénomène d'abondance et d'étendue des espèces exotiques grâce à des données disponibles et à un petit nombre de variables bien sélectionnées.

L'accumulation de degrés-jours requise pour l'émergence printanière du charançon de la carotte a été calculée à partir de données sur les captures effectuées à la ferme expérimentale d'Agriculture et Agroalimentaire Canada à Sainte-Clotilde et s'étalant sur 25 ans. Il a été déterminé que 199, 319 et 561 degré-jours doivent être accumulés afin que l'émergence soit complétée à 5%, 50% et 95%, respectivement. La température de base de mouvement de l'insecte (3.43 ± 0.18 °C), utilisée comme température de base pour le calcul des degrés-jours, a été déterminée en laboratoire.Par la suite, un modèle de simulation numérique a été conçu à l'aide du logiciel MATLAB afin de suivre l'évolution de la population des charançons de la carotte sur toute une saison de croissance. La ponte, le développement physiologique des différents stades phénologiques ainsi que la mortalité de l'insecte ont été modélisés. De plus, afin de prendre en considération l'effet du stade de la carotte sur la ponte du charançon ainsi que l'effet d'Anaphes victus sur sa mortalité, les développements de ces deux organismes ont été intégrés au modèle.

De nombreuses bactéries se déplacent en faisant tourner des flagelles rigides ancrés dans leur membrane. À la base de chaque flagelle se trouve un moteur rotatif de quelques dizaines de nanometres de diamètre : le moteur flagellaire bactérien. L'objectif de ces travaux de maîtrise fut de développer de nouveaux marqueurs pour visualiser et mesurer la rotation du moteur flagellaire en l'affectant le moins possible. Trois types de nanoparticules furent étudiés : les points quantiques, les nanoparticules d'or et les nanoparticules Janus. L'intensité du signal et la résistance au photoblanchiment des points quantiques furent comparées à celles de fluorophores "Alexa Fluor". Aussi, différentes méthodes pour attacher spécifiquement ces nanoparticules aux flagelles furent testées. L'utilisation d'anticorps s'est révélée préférable à l'emploi de micelles de phospholipides ou de liens maléimide-cystéine. Après avoir développé la méthode de marquage sur les filaments des bactéries, nous avons ensuite réussi à visualiser des crochets, une structure beaucoup plus petite (55 nm de long). Une première tentative pour mesurer la vitesse de rotation de crochets s'est révélée infructueuse mais informative.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2020-2021 / En biologie cellulaire, la microscopie optique est couramment utilisée pour visualiser et caractériser la présence et la morphologie des structures biologiques. Suite à l’acquisition, un expert devra effectuer l’annotation des structures pour quantification. Cette tâche est ardue, requiert de nombreuses heures de travail, parfois répétitif, qui peut résulter en erreurs d’annotations causées par la fatigue d’étiquetage. L’apprentissage machine promet l’automatisation de tâches complexes à partir d’un grand lot de données exemples annotés. Mon projet de maîtrise propose d’utiliser des techniques faiblement supervisées, où les annotations requises pour l’entraînement sont réduites et/ou moins précises, pour la segmentation de structures neuronales. J’ai d’abord testé l’utilisation de polygones délimitant la structure d’intérêt pour la tâche complexe de segmentation de la protéine neuronale F-actine dans des images de microscopie à super-résolution. La complexité de la tâche est supportée par la morphologie hétérogène des neurones, le nombre élevé d’instances à segmenter dans une image et la présence de nombreux distracteurs. Malgré ces difficultés, l’utilisation d’annotations faibles a permis de quantifier un changement novateur de la conformation de la protéine F-actine en fonction de l’activité neuronale. J’ai simplifié davantage la tâche d’annotation en requérant seulement des étiquettes binaires renseignant sur la présence des structures dans l’image réduisant d’un facteur 30 le temps d’annotation. De cette façon, l’algorithme est entraîné à prédire le contenu d’une image et extrait ensuite les caractéristiques sémantiques importantes pour la reconnaissance de la structure d’intérêt à l’aide de mécanismes d’attention. La précision de segmentation obtenue sur les images de F-actine est supérieure à celle des annotations polygonales et équivalente à celle des annotations précises d’un expert. Cette nouvelle approche devrait faciliter la quantification des changements dynamiques qui se produisent sous le microscope dans des cellules vivantes et réduire les erreurs causées par l’inattention ou le biais de sélection des régions d’intérêt dans les images de microscopie. / In cell biology, optical microscopy is commonly used to visualize and characterize the presenceand morphology of biological structures. Following the acquisition, an expert will have toannotate the structures for quantification. This is a difficult task, requiring many hours ofwork, sometimes repetitive, which can result in annotation errors caused by labelling fatigue.Machine learning promises to automate complex tasks from a large set of annotated sampledata. My master’s project consists of using weakly supervised techniques, where the anno-tations required for training are reduced and/or less precise, for the segmentation of neuralstructures.I first tested the use of polygons delimiting the structure of interest for the complex taskof segmentation of the neuronal protein F-actin in super-resolution microscopy images. Thecomplexity of the task is supported by the heterogeneous morphology of neurons, the highnumber of instances to segment in an image and the presence of many distractors. Despitethese difficulties, the use of weak annotations has made it possible to quantify an innovativechange in the conformation of the F-actin protein as a function of neuronal activity. I furthersimplified the annotation task by requiring only binary labels that indicate the presence ofstructures in the image, reducing annotation time by a factor of 30. In this way, the algorithmis trained to predict the content of an image and then extract the semantic characteristicsimportant for recognizing the structure of interest using attention mechanisms. The segmen-tation accuracy obtained on F-actin images is higher than that of polygonal annotations andequivalent to that of an expert’s precise annotations. This new approach should facilitate thequantification of dynamic changes that occur under the microscope in living cells and reduceerrors caused by inattention or bias in the selection of regions of interest in microscopy images.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Au cours des dernières décennies, la prévalence des maladies neurodégénératives, dont la sclérose latérale amyotrophique (SLA), a augmenté au point d'être considérées comme des maladies épidémiques ayant un énorme impact socio-économique. La SLA est une maladie mortelle des motoneurones caractérisée par la dégénérescence des motoneurones supérieurs et inférieurs. Après des années de recherche, les mécanismes pathologiques demeurent peu clairs. À ce jour, il n'existe aucun traitement efficace pour prévenir, guérir ou arrêter la progression de la maladie. La neuroinflammation et l'activation chronique des cellules microgliales sont l'une des principales caractéristiques de la pathologie de la SLA. Alors que le profil moléculaire de la microglie associée à la maladie (DAM) a été bien caractérisé au niveau de l'ARN, le profil protéomique de la maladie n'est pas bien élucidé. Dans le chapitre 2 de cette thèse, nous avons réalisé une caractérisation fonctionnelle ainsi que des analyses du protéome des DAMs aux différents stades de la maladie dans le modèle SOD1[exposant G93A]. Les analyses fonctionnelles des DAMs dérivées de la moelle épinière lombaire de souris SLA symptomatiques ont révélé: i) un indice mitotique remarquablement élevé; ii) une diminution significative de la capacité phagocytaire par rapport aux microglies de type sauvage; et iii) une réponse attétuée aux stimulateurs de l'immunité innée in vitro et in vivo. L'analyse du protéome a révélé le développement de deux signatures moléculaires distinctes aux stades précoce et avancé de la maladie. Malgré qu'aux stades précoces de la maladie, nous avons identifié plusieurs protéines impliquées dans les fonctions immunitaires de la microglie telles que GPNMB et HMBOX1, aux stades avancés de la maladie, la signature protéique des cellules DAM a été caractérisée par une forte régulation à la hausse de plusieurs protéines non conventionnelles, notamment Rootletin, les protéines des voûtes majeures (MVP) et STK38. L'expression de la GPNMB et de la Rootletin a également été validée dans les tissus humains de la maladie. Il est important de noter que les principales fonctions biologiques associées aux cellules DAM, en particulier celles des stades avancés, n'étaient pas liées à l'immunité/réponse immunitaire, mais plutôt au métabolisme de l'ARN. L'ensemble de nos résultats suggère qu'au fil du temps, les microglies activées de façon chronique dans la SLA développent des signatures protéiques non conventionnelles et perdent progressivement leur identité immunitaire pour finalement se transformer en cellules immunitaires inefficaces. De plus en plus de preuves mettent en évidence le rôle critique du système immunitaire périphérique (SIP) dans la régulation de la pathogenèse de la SLA. Par conséquent, dans le chapitre 3 de cette thèse, nous avons évalué le rôle du SIP dans la régulation de la pathogenèse de la SLA. L'étude du rôle du SIP peut améliorer les stratégies thérapeutiques et la découverte de biomarqueurs. En utilisant un modèle in-vivo appelé «EDTA-TRAP» pour l'analyse de l'état traductionel dynamique des ribosomes au niveau des monocytes/macrophages. Avec des ARNm à l'entrée des ribosomes et des peptides nouvellement synthétisés à la sortie, nous avons observé un arrêt de la traduction et une dissociation marquée des profils d'ARNm et de protéines des monocytes/macrophages. Les ARNm fortement régulés sont impliqués dans les réponses immunitaires innées et enrichis en termes d'infections virales et bactériennes, alors que les peptides régulés n'étaient impliqués que dans les fonctions du cytosquelette. Nous avons détecté une augmentation des niveaux de pSRSF3 dans les PBMCs et le plasma des souris SOD1[exposant G93A]. De plus pSRSF3 montre une localisation cellulaire cytoplasmique. Dans ce contexte, nous avons pointé la protéine de liaison à l'ARN SRSF3 en tant que régulateur principal de la traduction. L'administration intrapéritonéale hebdomadaire des oligos antisens de type Morpholino anti-SRSF3 initiée à un stade avancé de la maladie chez les souris transgéniques SOD1[exposant G93A] a ralenti la progression de la maladie, diminué la perte de poids corporel et prolongé la survie des souris SLA. De façon remarquable, le blocage de SRSF3 dans les monocytes humains en culture a restauré leurs propriétés phagocytaires. Dans l'ensemble, nos résultats présentent de nouvelles cibles possibles pour immunomoduler et reprogrammer la machine inflammatoire plutôt que de la supprimer. De plus, nous avons proposé le SRSF3 comme nouveau biomarqueur potentiel, qui pourrait être utilisé pour la stratification de la maladie SLA. / In the last decades neurodegenerative diseases, including Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), have increased their prevalence until the point of being considered as epidemic diseases with enormous socio-economic impact. ALS is a fatal motoneuron disease characterized by the degeneration of upper and inner motoneurons. After years of research, the pathological mechanisms remain poorly understood. To date, there are no effective treatments to prevent, cure or stop the progression. Neuroinflammation and chronic activation of microglial cells are one of the prominent features of ALS pathology. While the molecular profile of disease-associated microglia (DAM) has been well characterized at the RNA level, the disease-related changes in proteome remain elusive. In chapter 2 of this thesis, we performed a functional characterization together with proteome analyses of DAMs at the different stages of disease in the in the SOD1[superscript G93A] model. Functional analyses of DAMs derived from the lumbar spinal cord of symptomatic ALS mice revealed: i) remarkably high mitotic index ii) a significant decrease in the phagocytic capacity when compared to age-matched wild-type microglia and iii) diminished response to innate immune challenges in vitro and in vivo. Proteome analysis revealed development of two distinct molecular signature at early and advanced stages of disease. While at early stages of the disease, we identified several proteins implicated in microglia immune functions such as GPNMB, Hmbox1, at advanced stages of disease DAM signature at protein levels was characterized with a robust upregulation of several unconventional proteins including Rootletin, major vaults proteins, STK38. Furthermore, we validated the expression of GPNMB and Rootletin in human disease. Importantly, the top associated biological functions of DAMs, in advanced disease, were not related to immunity/immune response, as the top biological functions were linked to RNA metabolism. Together, our results suggest that, over time, chronically activated microglia in ALS develop unconventional protein signatures and gradually lose their immune identity ultimately turning into functionally inefficient immune cells. Increasing evidence pinpoints the critical role of the peripheral immune system (PIS) in regulating the pathogenesis of ALS disease. Therefore, in chapter 3 of this thesis, we evaluated the role of the PIS in regulating the pathogenesis of ALS disease. Investigating the role of the PIS may improve therapeutic strategies and biomarker discovery. Using an in-vivo model system EDTA-TRAP for analysis of the dynamic translational state of monocyte/macrophage ribosomes. With mRNAs as input and newly synthesized peptides as output we observed a shut-down of the translation and a marked dissociation of monocyte/macrophage mRNA and protein profiles. The highly upregulated mRNAs are involving in innate immune responses and enriched in viral and bacterial infection terms while the upregulated peptides were only involving in cytoskeletal functions. We detected increase levels of pSRSF3 in PBMCs and plasma of SOD1[superscript G93A] mice and it showed a cytoplasmic accumulation. In this context, we targeted the RNA binding protein SRSF3 as a master regulator of translation. Weekly intraperitoneal delivery of anti-SRSF3-morpholinos initiated at late symptomatic disease in SOD[superscript G93A] transgenic mice slowed down the disease progression, decreased the body weight loss, and extend the survival of the ALS-model treated mice. Remarkably, targeting SRSF3 in human cultured monocytes restored their phagocytic properties. Taken together, our results present a new possible targets to immunomodulate and re-programmate the inflammatory machine rather than suppress it. Additionally, we proposed SRSF3 as a new potential biomarker, that could be used for ALS disease stratification.

Depuis son entrée dans le monde de l'imagerie médicale, l'imagerie optique a connu un grand développement. Beaucoup d'intérêt lui est porté car cette modalité est non invasive et permettrait éventuellement de faire de l'imagerie moléculaire. Toutefois, elle doit relever un défi de taille, celui de la reconstruction de l'image. Cette étape est très ardue, car elle fait intervenir des modèles de propagation de la lumière dans les tissus biologiques complexes, qui se traduisent par des équations intégro-différentielles dont il est difficile de dériver des solutions analytiques. Ainsi, une étape essentielle au développement d'appareil d'imagerie, la calibration, devient cruciale. Les fantômes optiques, l'objet de ce travail de recherche, sont les standards de calibration qui servent à la réalisation de cette étape. Ces derniers interviennent pour valider les performances et les algorithmes de recontructions des appareils. Ce sujet de recherche s'inscrit dans le cadre du projet TomOptUS qui développe un appareil de tomographie optique diffuse pour petits animaux. Ce travail a deux objectifs principaux : la fabrication de fantômes aux propriétés optiques contrôlables et pouvant simuler celles des tissus biologiques et le développement de méthodes de caractérisation des milieux utilisés pour ces fantômes. La réalisation du volet fabrication a permis de doter le laboratoire d'un protocole robuste pour la fabrication de fantômes solides (par opposition à liquides). Ce protocole contourne une problématique majeure rencontrée souvent lors de la réalisation de fantômes solides, qui est la formation de bulles indésirables à l'intérieur des milieux fabriqués. Aussi, ce protocole permet la fabrication de fantômes de formes complexes tels que des fantômes de souris. Quant à la caractérisation, le laboratoire a vu l'implantation de deux méthodes de caractérisation qui permettent l'obtention des propriétées optiques de milieux absorbants et/ou diffusants. Ces méthodes s'inscrivent également à l'intérieur d'un protocole de caractérisation adapté aux besoins du laboratoire. L'étude approfondie des méthodes de caractériation a amené le développement d'une expertise qui pourrait être exploitée pour étendre l'utilisation de ces techniques de caractérisation sur des tissus biologiques, une voie d'avenir pour l'imagerie médicale.

La microscopie par diffusion Raman Coh´erente Anti-Stokes (CARS) est une<br />m´ethode r´ecente d'imagerie dont le contraste provient de l'excitation r´eso-<br />nante s´elective de vibrations mol´eculaires intrins`eques d'une liaison ou d'un<br />ensemble de liaisons chimiques. Cette technique pr´esente l'avantage de s'af-<br />franchir de tout marqueur fluorescent qui peut ˆetre toxique pour un orga-<br />nisme biologique vivant. Elle permet aussi d'avoir une tr`es grande sensibilit´e<br />et une forte r´esolution spatiale, comparable `a celle de la microscopie confo-<br />cale. Le travail de cette th`ese concerne la r´ealisation d'un microscope CARS,<br />et sa mise en application `a diff´erents domaine de l'imagerie bio-m´edicale. Des<br />´etudes ont ´et´e men´ees d´emontrant les potentialit´es de cet outil, ainsi que sa<br />caract´erisation dans le domaine spatiale et spectral.

Dans le secteur du veau de boucherie, l'interdiction par l'Union Européenne en Janvier 2006 des antibiotiques utilisés comme facteurs de croissance (AFCs) a déclenché la recherche de nouveaux additifs alimentaires permettant de retrouver les performances de croissance des animux et de réduire l'incidence des pathologies gastro-intestinales. Afin de réaliser un screening à grande échelle de ces additifs, l'objectif de ces travaux était de mettre au point un système de fermentation continu modélisant in vitro l'environnement intestinal du veau de boucherie. Les principaux groupes bactériens cultivables et les paramètres majeurs de la composition biochimique du contenu jéjuno-iléal ont tout d'abord été caractérisés in vivo. Ensuite, un système de fermentation in vitro a été mis au point et son milieu nutritif optimisé. Trois milieux nutritifs testés ont conduit à une stabilisation des grand groupes bactériens dénombrés. Le milieu M3 a été choisi pour la suite des expériences en raison de sa composition très proche de celle du contenu jéjuno-iléal des veaux et parce qu'il a conduit à une faible variabilité inter-réplicats. Le modèle a ensuite été utilisé afin d'étudier l'impact, sur la microflore du veau de boucherie, d'un additif alimentaire : le carvacrol. Les résultats de ce premier essai se sont avérés difficilement exploitables car le pouvoir antioxydant du carvacrol en a faussé l'interprétation. Avec l'ajout d'un antioxydant plus fort que le carvacrol dans le milieu nutritif, l'impact du carvacrol sur la microflore devrait pouvoir être analysé. Même si des améliorations restent à effectuer, les premiers résultats sont très prometteurs. Après screening in vitro et choix de nouveaux additifs susceptibles de remplacer les AFCs, des essais in vivo devront être effectués pour valider l'intérêt des substances sélectionnées in vitro. En effet, la modélisation in vitro ne simule pas tous les phénomènes ayant lieu in vivo et reste un outil de "pré-screening" en amont.

L'utilisation des pesticides, en agriculture, dans les différentes industries et par les particuliers dans les logements et les jardins, n'est pas sans conséquence pour les êtres vivants et les milieux écologiques. L'exposition non alimentaire des populations est méconnue, notamment en France. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la pollution de l'environnement intérieur et à la contamination cutanée par les pesticides, ainsi qu'à la dose interne d'exposition aux insecticides organophosphorés de différentes populations d'Ile-de-France. Nous avons conduit ce travail en trois temps.<br />En premier lieu, nous avons mis au point et validé les outils d'évaluation : des questionnaires détaillant l'environnement, le mode de vie, les caractéristiques socio-démographiques de notre population et les sources possibles d'exposition aux pesticides ; des prélèvements de résidus présents dans l'air intérieur et de résidus cutanés manuportés ; un recueil d'urines pour doser les dialkylphosphates, métabolites urinaires communs à de nombreux insecticides organophosphorés. Une sélection de composés d'action insecticide, herbicide ou fongicide a été définie au préalable, en fonction de leurs utilisations, de leur toxicité et de leur rémanence. Les méthodes analytiques ont été adaptées et validées en collaboration avec l'INERIS. <br />L'application de ces outils à un groupe de 41 adultes franciliens, professionnels et particuliers, a constitué le second volet du travail de thèse. Les prélèvements ont été effectués sur le lieu de travail de jardiniers, de fleuristes et de vétérinaires ainsi qu'au domicile de personnes non exposées professionnellement. Les insecticides organochlorés, organophosphorés, le propoxur et certains herbicides et fongicides ont été détectés dans tous les types de lieux et sur les mains de tous les sujets. Dans notre échantillon, les jardiniers et les fleuristes étaient significativement plus exposés aux méthyl-OPs, et les vétérinaires au propoxur et aux éthyl-OPs. La population générale était exposée, quoique de façon plus faible, aux mêmes pesticides. Le dosage des métabolites urinaires des insecticides OPs n'a pas permis de mettre en évidence de différence significative d'exposition entre les quatre catégories de sujets. Ce travail nous a permis de valider la faisabilité de notre protocole.<br />Le troisième volet de cette thèse correspond à l'application des outils développés et modifiés à l'issue de l'étude précédente à une population enfantine francilienne. L'étude a été menée chez 73 enfants vivant en pavillon et 57 enfants vivant en appartement, âgés de 6-7 ans, scolarisés en écoles élémentaires de trois zones d'Ile-de-France. Outre les prélèvements décrits précédemment et les questionnaires, un prélèvement de poussières de sols a été effectué chez 50% des enfants recrutés. Un jardin et un chien et/ou un chat étaient présents dans 55,5% et 29% des foyers, respectivement. Au moins un produit pesticide était présent dans 94% des foyers, la majorité étant constituée par les insecticides. Durant l'année précédant l'enquête, 87% des familles ont utilisé au moins un pesticide, le plus souvent un insecticide. Plus d'un quart des familles a rapporté l'intervention d'un professionnel de la désinsectisation au domicile. Le lindane, l'alpha-HCH et le propoxur étaient les pesticides les plus fréquemment retrouvés dans l'air (dans 88%, 49% et 44% des logements, respectivement). Les niveaux d'OPs dans l'air et sur les mains étaient significativement corrélés, mais aucune corrélation n'a été retrouvée avec les niveaux de métabolites urinaires. Les niveaux de propoxur dans l'air et sur les mains étaient également significativement corrélés. Le type de logement et son ancienneté sont des facteurs influençant les concentrations aériennes en lindane et en alpha-HCH. La présence d'un jardin ou d'une cour paysagée influence de façon significative les concentrations d'insecticides OPs dans l'air. La saison, le type de logement ainsi que la présence de plantes à l'intérieur du domicile sont significativement associés aux niveaux de résidus cutanés d'insecticides OPs. Le traitement anti-termite est significativement associé à des niveaux plus élevés de dialkylphosphates urinaires. Le fait d'habiter en maison est associé à des concentrations plus importantes d'IPP urinaire.<br />En conclusion, le principal enseignement de ces travaux est que la méthodologie mise en œuvre nous a permis de documenter l'exposition non alimentaire aux pesticides de populations urbaines d'Ile-de-France, et l'étude des facteurs influençant ces expositions permet de suggérer de nouvelles pistes à explorer, afin de mieux connaître les populations à risque de surexposition.