The Earth’s oblique rotation results in changes in light and temperature across the day and time of year. Living organisms evolved rhythmic behaviours to anticipate these changes and execute appropriate responses at particular times. The current paradigm for the biological clocks in several branches of life is an underlying biochemical oscillator mainly composed by a network of repressive transcription factors. The slow decay in their activity is fundamental for generating anticipatory dynamics. Interestingly, these dynamics can be well appreciated when the biological system is left under constant environmental conditions, where oscillation of several physiological readouts persists with a period close to 24 hours, hence the term “circadian clocks”, circa=around dian=day. In plants the model species Arabidopsis thaliana has served as an invaluable tool for analysing the genetics, biochemical, developmental, and physiological effects of the oscillator. Many of these experimental results have been integrated in mechanistic and mathematical theories for the circadian oscillator. These models predict the timing of gene expression and protein presence in several genetic backgrounds and photoperiodic conditions. The aim of this work is the introduction of a correct mass scale for both the RNA transcript and protein variables of the clock models. The new mass scale is first introduced using published RNA data in absolute units, from qRT-PCR. This required reinterpreting several assumptions of an established clock model (P2011), resulting in an updated version named U2017. I evaluate the performance of the U2017 model in using data in absolute mass units, for the first time for this clock system. Introducing absolute units for the protein variables takes place by generating hypothetical protein data from the existing qRT-PCR data and comparing a data-driven model with western blot data from the literature. I explore the consequences of these predicted protein numbers for the model’s dynamics. The process required a meta-analysis of plant parameter values and genomic information, to interpret the biological relevance of the updated protein parameters. The predicted protein amounts justify, for example, the revised treatment of the Evening Complex in the U2017 model, compared to P2011. The difficulties of introducing absolute units for the protein components are discussed and components for experimental quantification are proposed. Validating the protein predictions required a new methodology for absolute quantification. The methodology is based on translational fusions with a luciferase reporter than has been little used in plants, NanoLUC. Firstly, the characterisation of NanoLUC as a new circadian reporter was explored using the clock gene BOA. The results show that this new system is a robust, sensitive and automatable approach for addressing quantitative biology questions. I selected five clock proteins CCA1, LHY, PRR7, TOC1 and LUX for absolute quantification using the new NanoLUC methodology. Functionality of translation fusions with NanoLUC was assessed by complementation experiments. The closest complementing line for each gene was selected to generate protein time series data. Absolute protein quantities were determined by generation of calibration curves using a recombinant NanoLUC standard. The developed methodology allows absolute quantification comparable to the calibrated qRT-PCR data. These experimental results test the predicted protein amounts and represent a technical resource to understand protein dynamics of Arabidopsis’ circadian oscillator quantitatively. The new experimental, meta-analysis and modelling results in absolute units allows future researchers to incorporate further, quantitative biochemical data.

Ces dernières années, grâce aux progrès réalisés dans l'humanisation des anticorps monoclonaux recombinants (Acm-r), ceux-ci ont vu leur utilisation thérapeutique s'accroître, notamment dans le traitement du cancer. Parmi ces Acm-r, le rituximab (MabThera®, Rituxan®) est le premier à avoir obtenu une autorisation de mise sur le marché en Europe et aux Etats-Unis. Il s'agit d'un anticorps chimérique de type IgG1 kappa dirigé contre l'antigène de surface CD20 exprimé par plus de 95% des cellules lymphoïdes B. Le rituximab utilisé seul ou en association avec de la chimiothérapie a montré son efficacité dans le traitement des lymphomes de faible et de haute malignité. Néanmoins, lorsqu'il est utilisé en monothérapie, 30 à 50% des patients ne répondent pas au traitement. Plusieurs hypothèses ont été évoquées pour expliquer cette variabilité de réponse, parmi lesquelles l'importance de la masse tumorale, un faible niveau d'expression du CD20, la présence de formes solubles de CD20 ou encore de faibles concentrations sériques de rituximab. Ainsi, l'exposition au médicament et la masse tumorale pourraient être des facteurs de variabilité thérapeutique à prendre en compte pour optimiser individuellement le traitement des patients atteints de lymphome malin non hodgkinien.<br /><br />L'objectif général de ce travail de thèse a été d'analyser les rôles respectifs du volume tumoral et des paramètres pharmacocinétiques dans la réponse au rituximab en utilisant des moyens d'imagerie adaptés aux modèles murins et à la cancérologie.<br /><br />Dans une première partie de mise au point du modèle, nous avons utilisé une lignée lymphomateuse T (EL4) syngénique de souris C57Bl6J, transduite par le CD20 humain que nous avons transfectée avec le gène de la luciférase (EL4-huCD20-Luc). Nous avons ensuite défini les conditions expérimentales (nombre de cellules, voie d'administration, dose de luciférine de potassium, fond génétique, périodicité des examens) permettant de reproduire chez la souris le développement d'un lymphome agressif et disséminé à larges cellules B létal dans un délai de 30 à 40 jours après inoculation. Nous avons mis au point une méthode de quantification de l'intensité de bioluminescence des foyers tumoraux en prenant en compte le coefficient d'absorption de la lumière propre à la localisation anatomique de chaque tumeur lymphomateuse. <br /><br />Dans une seconde partie nous avons étudié l'effet thérapeutique du rituximab sur ce lymphome. Une seule injection de rituximab à dose progressivement croissante (de 150 µg à 1000 µg) a été réalisée 13 jours après l'inoculation des cellules lymphomateuses (temps nécessaire au développement d'un lymphome quantifiable par imagerie de bioluminescence). La concentration de rituximab circulant a été évaluée par une méthode ELISA adaptée à l'analyse de faibles volumes de plasma et à un modèle murin. Dans ce modèle, nous avons montré qu'il existait une relation entre la dose administrée et la survie des souris, la totalité des souris étant survivantes à la dose de 1000 µg. C'est à 500 µg que nous avons retrouvé la plus grande variabilité de réponse au rituximab avec environ 23% de souris totalement guéries, 59% en réponse partielle et 18% avec une maladie en progression. Pour l'ensemble des souris recevant cette dose, nous avons déterminé précisément le volume tumoral au moment de l'injection du rituximab et évalué les concentrations de rituximab au décours du traitement. Nous avons ainsi montré qu'il existait une relation significative entre le volume tumoral au moment de l'injection et la réponse au rituximab ; les souris présentant les plus faibles volumes tumoraux ayant une meilleure réponse et une survie prolongée. L'analyse de l'évolution des concentrations de rituximab au cours du temps nous a permis de montrer une très grande variabilité d'exposition à l'anticorps semblable à l'observation faite chez l'homme. Nous avons modélisé les concentrations de rituximab et la progression des foyers tumoraux par la construction d'un modèle concentration/effet (PK-PD) nous ayant permis de démontrer l'existence d'une relation entre l'efficacité du rituximab et le volume tumoral avant traitement.<br /><br />Enfin dans un troisième volet nous avons utilisé le modèle cellulaire EL4-huCD20-Luc afin d'évaluer in vitro l'usage de particules d'oxydes de gadolinium ou de particules d'oxydes de gadolinium et de bore. Nous avons montré les qualités d'agents de contraste de ces particules pour l'imagerie à résonance magnétique. Nous avons aussi analysé l'important effet rayonnant de ces particules lors d'une irradiation sous un faisceau de neutrons après une étape d'internalisation des particules au sein des cellules.