Les sidérophores sont des complexants naturels du fer(III), synthétisés et sécrétés par les microorganismes pour s'approvisionner en fer. Chez les bactéries et certaines levures, les sidérophores peuvent être activement transportés à travers la membrane cellulaire via des récepteurs et des protéines de transport à haute activité et spécificité. La synthèse d'un analogue du ferrichrome (sidérophore trihydroxamate) a été récemment été décrite au laboratoire1 et permis de mettre en évidence le transport actif de ce type de sidérophore chez C. albicans. Dans ce contexte, nous avons entrepris d'élaborer des électrodes ou surfaces d'or fonctionnalisées par un sidérophore, et mettant en jeu des monocouches auto-assemblées, dans le but de développer des dispositifs moléculaires pour des applications potentielles en milieu biologique. Un de ces objectifs est d'élaborer un capteur du fer (III) muni d'une détection simple et en temps réel de type électrochimique. D'un point de vue médical, la demande de la part des industries du diagnostic pour commercialiser des capteurs jetables du fer (III) est importante : la finalité étant de doter d'un dispositif mobile pour diagnostiquer un excès ou une carence en fer chez un patient. Actuellement, ce dosage se fait en laboratoire par des techniques colorimétriques non transportables et peu fiables. Par rapport aux méthodes optiques, les systèmes électrochimiques faisant appel aux monocouches auto-assemblées sur surface d'or2 présentent un certain nombre d'avantages tel que la facilité de mise en oeuvre, la rapidité, le faible coût des systèmes finis. Dans ce contexte, ce travail s'articule autour deux axes : la synthèse et l'étude physicochimique des complexes de fer(III)-sidérophore. Dans cette étude, les ligands sont associés à différentes unités électroactives afin de les fixés à la surface de transducteurs physiques. Notre travail de recherche s'est donc développé selon trois étapes :  Le développement d'une ingénierie moléculaire pour synthétiser de nouveaux sidérophores immobilisables ayant des exigences stériques particulières  L'analyse du comportement et/ou de la structure de ces complexes en solution, à partir des mesures de l'UV-Visible et la voltampérométrie cyclique  L'élaboration et caractérisation les matériaux d'électrode par des techniques électrochimiques et piézoélectriques. Au cours de ce travail, nous avons tout d'abord synthétisé deux séries de sidérophores sur lesquels plusieurs substituant ont été greffés. Dans un premier temps, les premières synthèses ont été réalisées par couplage peptidique de la desferrioxamine B à différents esters activés pour obtenir des analogues de la desferrioxamine B dont les propriétés optiques et électrochimiques sont différentes. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point une méthode de synthèse qui a permis d'accéder à deux analogues du ferrichrome immobilisables fonctionnalisés par une sonde bithiophènique et une chaine alcanethiol. Ensuite, les propriétés optiques et électrochimiques des ligands obtenus ont été caractérisées et comparées en présence du Fe(III). Enfin, nous avons réalisé une étude préliminaire d'élaboration de monocouche auto-assemblée pour mettre au point les conditions de la post-fonctionnalisation.

Motivé par la découverte automatique de la structure hiérarchique de séquences d'ADN, nous nous intéressons au probléme classique de la recherche de la plus petite grammaire algébrique générant exactement une séquence donnée. Ce probléme NP-dur a été largement étudié pour des applications comme la compression de données, la découverte de structure et la théorie algorithmique de l'information. Nous proposons de décomposer ce probléme en deux problémes d'optimisation complémentaires. Le premier consiste á choisir les chaînes de la séquence qui seront les constituants de la grammaire finale alors que le second, que nous appelons ''analyse grammaticale minimale'', consiste á trouver une grammaire de taille minimale permettant l'analyse syntaxique de ces constituants. Nous donnons une solution polynomiale au probléme d' ''analyse grammaticale minimale'' et montrons que cette décomposition permet de définir un espace de recherche complet pour le probléme de la plus petite grammaire algébrique. Nous nous intéressons aux algorithmes praticables permettant de retourner une approximation du probléme en un temps suffisamment raisonnable pour être appliqués á de grandes séquences telles que les séquences génomiques. Nous analysons l'impact de l'utilisation de classes différentes de maximalité de répétitions pour le choix des constituants et le compromis entre l'efficacité et la taille de la grammaire finale. Nous présentons des avancées algorithmiques pour une meilleure efficacité des algorithmes hors-ligne existants, dont notamment la mise á jour incrémentale de tableaux de suffixes en cours de recodage. Enfin, la nouvelle décomposition du probléme nous permet de proposer de nouveaux algorithmes génériques permettant de trouver des grammaires 10\% plus petites que l'état de l'art. Enfin, nous nous intéressons á l'impact de ces idées sur les applications. En ce qui concerne la découverte de structures, nous étudions le nombre de grammaires minimales et montrons que ce nombre peut être exponentiel dans le pire cas. Nos expérimentations sur des jeux de séquences permettent cependant de montrer une certaine stabilité de structure au sein des grammaires minimales obtenues á partir d'un ensemble de constituants. En ce qui concerne la compression des données, nous contribuons dans chacune des trois étapes de la compression á base de grammaires. Nous définissons alors un nouvel algorithme qui optimise la taille de la chaine de bits finale au lieu de la taille de la grammaire. En l'appliquant sur les séquences d'ADN, nos expérimentations montrent que cet algorithme surpasse tout autre compresseur spécifique d'ADN á base de grammaire. Nous améliorons ce résultat en utilisant des répétitions inexactes et arrivons á améliorer les taux de compression de 25\% par rapport aux meilleurs compresseurs d'ADN á base de grammaire. Outre l'obtention de taux de compression plus performants, cette approche permet également envisager des généralisations intéressantes de ces grammaires.

Les tumeurs primitives du système nerveux central les plus fréquentes sont les gliomes et se classent en deux grandes catégories : les astrocytomes et les oligodendrogliomes. La survie des patients porteurs d'oligodendrogliomes est de 70 % à 5 ans alors qu'elle ne dépasse pas une année en moyenne pour les glioblastomes. La divergence de pronostic observée entre ces deux types de gliomes résulte d'une différence de sensibilité aux traitements conventionnels. La chimiothérapie classique appliquée à ces tumeurs permet en effet d'obtenir une réponse pour 90 % des oligodendrogliomes contrastant avec moins de 10 % pour les glioblastomes. La chimio-sensibilité particulière des oligodendrogliomes peut être la conséquence des altérations géniques survenant lors du processus oncogène. Elle résulterait de l'absence d'expression de gènes de résistance des régions chromosomiques 1p et 19q, gènes ainsi distinctement exprimés entre les deux entités tumorales. Les gènes de réparation de l'ADN peuvent rendre compte de la résistance aux traitements, puisque responsables de la correction des adduits créés par la chimiothérapie. Nous avons recherché grâce à une évaluation fonctionnelle in vitro, quels gènes de réparation de la région 1p/19q sont impliqués dans la correction des adduits du CDDP. Quatre gènes ont ainsi été identifiés : ercc1, ercc2, mutyh et pnkp. Ces résultats ont été vérifiés avec du témozolomide, la drogue de référence dans le traitement des gliomes. L'expression des ces gènes a été mesurée dans des extraits de tumeurs de patients, résistantes (glioblastomes) et sensibles (oligodendrogliomes) à la chimiothérapie, et les 3 premiers sont effectivement surexprimés dans les glioblastomes. Ces gènes définissent ainsi les cibles d'un traitement chimio-sensibilisant. Nous avons entrepris l'étude préclinique de ce traitement basé sur l'utilisation concomitante de siRNA dirigés contre les gènes d'intérêt et de chimiothérapie. Des modèles de gliomes humains sous-cutanés et intra-cérébraux résistants à la chimiothérapie ont été utilisés chez les souris. Le traitement chimio-sensibilisant ciblant ercc1 a significativement augmenté l'effet du témozolomide sur les tumeurs, permettant ainsi de diminuer leur volume. Il pourrait faire prochainement l'objet d'essais cliniques. Nos travaux, menés de l'in silico au stade préclinique, d'une part démontrent la validité de notre hypothèse, c'est-à-dire l'implication des gènes de réparation du 1p/19q dans la chimio-résistance, et conduisent surtout à une opportunité thérapeutique nouvelle de chimio-sensibilisation.

Le cancer colorectal, historiquement de mauvais pronostique, a fait au cours des années l'objet de nombreuses recherches qui ont changé sa prises en charge notamment par l'évaluation de nouvelles thérapies, la recherche de facteurs prédictifs de sensibilité à la chimiothérapie ou de nouveaux marqueurs de pronostic. L'association des plusieurs molécules dans un protocole chimiothérapeutique représente le pilier du traitement du cancer colorectal métastatique. Elle peut être responsable d'une augmentation du taux de réponse, ainsi que d'une augmentation de la survie des patients. Les protocoles qui utilisent l'association entre l'acide L-folinique, le 5-FU et l'Irinotécan (FOLFIRI) ou l'Oxaliplatine (FOLFOX) sont devenu les protocoles les plus souvent utilisés, en première ligne chimiothérapeutique, pour traiter les cancers colorectaux. En même temps, les polymorphismes génétiques au niveau des gènes cibles des médicaments ou encore au niveau des gènes impliquées dans les voies de détoxification, ainsi qu'au niveau des gènes intervenant dans les processus de réparation de l'ADN peuvent peser sur l'activité de ces molécules chimiothérapeutiques. En conséquence nous nous sommes intéressés au cours de cette thèse à la recherche des facteurs prédictifs de l'efficacité et de la tolérance aux traitements utilisant principalement les trois molécules (5- FU, Irinotécan et Oxaliplatine). L'individualisation thérapeutique en fonction du profil pharmacogénétique du chaque patient, rendra possible, d'un côté, la diminution des toxicités et, d'un autre côté, l'augmentation de l'efficacité du traitement, accompagnée de l'amélioration de la qualité de vie des patients.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est fréquent dans les régions tropicales, où son diagnostic est tardif et les traitements inefficaces. Pour permettre un diagnostic précoce, il faut identifier des marqueurs moléculaires spécifiques au CHC et détectables dans des prélèvements simples à obtenir tels que les échantillons de sang. Dans ce travail, nous avons étudié l'intérêt des mutations des gènes /TP53/ et /CTNNB1/ comme biomarqueurs pour la détection précoce et l'identification de l'étiologie des CHC. D'une part, nous avons analysé une mutation spécifique au codon 249 du gène /TP53/ (Ser249). Nous avons vu que les variations temporelles de la concentration en mutation Ser249 dans l'ADN circulant sont un marqueur d'exposition à l'aflatoxine B1 et au virus de l'hépatite B, et qu'elles pourraient être prédictives de l'hépatocancérogenèse. D'autre part, nous avons observé que les mutations dans les gènes /TP53/ et /CTNNB1/ peuvent co-exister dans les CHC, révélant des mécanismes complexes intégrant les deux voies, en fonction de l'étiologie. La compréhension de ces mécanismes permettra de déterminer la valeur des mutations comme marqueurs moléculaires du CHC.

Il existe plusieurs approches qui modélisent des réseaux de régulation génétiques a

Dans le travail portant sur l'immunorégulation de la réponse immunitaire dans le modèle expérimental d'asthme, nous avons montré que les basophiles étaient activés par des ARN double brin poly(A:U) et que cette stimulation exacerbait les réponses d'asthme. Nous avons ensuite étudié la modulation de l'asthme en utilisant des agonistes de la voie TLR/IL1R. Les résultats obtenus ont montré que le R848, agoniste de TLR7 qui induit les réponses immunitaires antivirales de type Th1, et l'IL-33 qui favorise les réponses Th2, activaient les cellules NKT dont la production rapide et modulée des cytokines pourrait avoir un effet modulateur dans l'asthme. Nous avons montré que les cellules NKT avaient une fonction régulatrice sur le développement et l'activité des cellules Th17. Enfin, nous avons décrit les effets protecteurs et suppresseurs induits par le R848 dans le modèle d'asthme et montré que ces effets suppresseurs étaient dépendants des cellules T régulatrices et du TGF-β.

Les phospholipases A2 constituent une superfamille de protéines comprenant au moins onze phospholipases A2 sécrétées (sPLA2) et douze phospholipases A2 intracellulaires. Ces protéines catalysent l'hydrolyse des phospholipides en position sn-2, libérant un acide gras et un lysophospholipide. Elles contrôlent ainsi la production d'une variété de médiateurs lipidiques qui sont importants pour de multiples fonctions cellulaires dans différents contextes physiologiques ou physiopathologiques (maladies inflammatoires et cancer). La sPLA2 de groupe X a été clonée au laboratoire en 1997 et possède des propriétés moléculaires uniques. Son ARN messager est présent dans différents tissus, mais semble peu régulé par des stimuli proinflammatoires. L'enzyme est unique dans sa capacité à libérer des médiateurs lipidiques à partir des phospholipides cellulaires ou des lipoprotéines et possède aussi des propriétés antimicrobiennes variées. Un élément clé de la régulation fonctionnelle de la sPLA2 de groupe X est vraisemblablement lié à la présence d'un propeptide dans sa partie N-terminale. Le lieu de la maturation protéolytique de la sPLA2 de groupe X (dans la cellule avant sécrétion ou à l'extérieur après sécrétion du proenzyme), les protéases impliquées et la régulation de cette maturation dans des conditions physiologiques ou physiopathologiques sont inconnus. Le travail de cette thèse a permis de mieux comprendre comment peut s'effectuer la maturation de la sPLA2 de groupe X et quels sont ses rôles physiologiques et physiopathologiques. Concernant la maturation, nos études in vitro sur protéines purifiées et en cellules transfectées (HEK293) ont permis de montrer qu'une protéase de type furine contribue de façon majeure à l'activation de l'enzyme, vraisemblablement au cours de sa sécrétion. Nos travaux suggèrent aussi qu'une maturation est possible par d'autres protéases et dans le milieu extracellulaire comme par exemple dans les cellules LOVO. Nous avons aussi tenté de mettre en évidence cette maturation dans des tissus murins dans certaines conditions physiologiques et physiopathologiques. Nous avons notamment trouvé que la sPLA2-X était la sPLA2 majeure présente dans l'acrosome des spermatozoïdes. Enfin nous avons observé un polymorphisme présent dans le propeptide de la sPLA2 humaine qui conduit à la formation d'une protéine inactive et rapidement dégradée. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons montré que la forme active de la sPLA2 de groupe X, mais pas son proenzyme était capable i) de stimuler la prolifération cellulaire dans un contexte de cancer colorectal, ii) d'exercer une action toxique contre le parasite de la malaria P.falciparum lors de l'infection de globules rouges humains, et iii) de contrôler la réaction acrosomique des spermatozoïdes de souris, avec un impact important sur le taux de fécondité dans des tests de fécondation in vitro.

dans lesquelles les rétrotransposons jouent un rôle moteur. Dans ce cadre, nous nous sommes fixé trois objectifs de travail : 1) améliorer notre connaissance des relations phylogénétiques au sein du genre Lupinus (Fabaceae) par l'utilisation de nouveaux marqueurs nucléaires (ARNr-ETS et SymRK), 2) évaluer par amplification et par hybridation in situ la diversité, l'abondance et le rôle des rétrotransposons Ty1/copia et Ty3/gypsy dans les variations de taille de génome des lupins, et 3) séquencer, annoter et comparer une première région génomique disponible pour un lupin avec les régions homologues d'autres fabacées. La phylogénie obtenu améliore notre compréhension de l'histoire évolutive des lupins, etmet en évidence des schémas de variation de taille de génome différents d'une lignée à l'autre. Les analyses de rétrotransposons révèlent que les éléments copia et gypsy contribuent de façon plus significative aux différences de taille de génome chez les lupins méditerranéens que chez les lupins africains et suggèrent différents modes et mécanismes d'évolution de la taille des génomes au sein du genre. À l'échelle locale (région du gène SymRK), nous confirmons la forte implication de ces éléments qui représentent 25% de la région analysée chez Lupinus angustifolius.

Le contrôle de la transcription constitue le principal niveau de la régulation de l'expression des gènes dans les cellules eucaryotes. Le laboratoire a identifié 6 familles indépendantes avec un diabète insipide néphrogénique (DIN) lié à l'X portant de grandes délétions en amont du gène de l'AVPR2. Dans chacune de ces familles, les gènes AVPR2 et AQP2 sont intacts et les hommes sont atteints de DIN lié à l'X dans sa forme rénale « classique ». Le séquençage et l'analyse de 61 kilobases en amont et en aval de l'AVPR2 ont permis l'identification de 6 zones délétées chez 6 familles indépendantes, dont 5 zones de taille supérieure à 7 kilo bases, et une zone, de 102 paires de bases, commune à l'ensemble des délétions. Chez le patient porteur de cette délétion, les récepteurs V2 ne sont pas exprimés dans le tubule collecteur mais le sont au niveau des cellules endothéliales. Notre travail est de tenter de comprendre les mécanismes régulateurs du locus de l'AVPR2, et d'étudier l'expression « tissu spécifique » de ce gène. Les études réalisées dans le système Hprt, confirment le rôle activateur de la séquence de 102 pb. Les expériences in vitro indiquent que cet effet dépende du contexte extracellulaire, de la nature des cellules, ainsi que du promoteur de l'AVPR2. Les protéines liant potentiellement l'une des extrémités de la délétion a révélé la présence, soit de protéines régulatrices, soit de séquences inconnues, toutes exprimées dans le rein. À terme, ces études, ainsi que celles en découlant, permettront de positionner l'AVPR2 comme une cible de choix dans le traitement des diabètes insipides, centraux et néphrogéniques, par thérapie génique.