L'objectif de ce projet de maîtrise est de vérifier la présence d'associations entre les polymorphismes (SNPs) de gènes impliqués dans la réponse immunitaire/inflammatoire avec des facteurs de risques traditionnels (pression artérielle, bilan lipidique et glycémique) et non-traditionnels (état inflammatoire, mesuré par le niveau plasmatique de protéine C-réactive en mg/L (CRP)) des maladies cardiovasculaires. Nous avons identifié 26 polymorphismes (SNP) par séquençage à partir de l'ADN de sujets obèses avec et sans syndrome métabolique pour quatre gènes candidats: interferon gamma-inducible protein 30 (1FI30), CD163 molecule (CD163), chemokine (C-X-C motif) ligand 9 (CXCL9) et thymic stromal lymphopoietin (TSLP). Plusieurs associations ont été observées, notamment dans le gène IFI30 où les polymorphismes rs7125 (c.603 G>A) ont été associés à une CRP élevée et rsl 1554159 (p.R76Q) à une CRP basse. Ces résultats suggèrent que des SNPs du gène IF 130 pourraient expliquer en partie la variabilité interindividuelle du profil inflammatoire chez des sujets obèses.

Introduction: Des résultats récents indiquent que l’acétylcholine joue un rôle protecteur contre les insuffisances cardiaques et les fibrillations atriales ou ventriculaires. Les cholinestérases (ChE) contrôlent le niveau d’acétylcholine et jouent donc un rôle important pour le système cholinergique du cœur. Cependant, ces enzymes dans le cœur sont peu connues. L'objectif de cette thèse est d’étudier l'acétylcholinestérase (AChE) et la butyrylcholinestérase (BChE) dans le cœur, de quantifier ces enzymes et leurs formes moléculaires et localiser au niveau cellulaire. Méthodes : Nous avons utilisé des souris sans AChE ou BChE et sans ColQ et PRiMA leur protéines d’ancrage. Les activités de l’AChE et de la BChE ont été déterminées par la méthode d’Ellman, que nous avons adaptée pour la faible quantité de ChE dans un extrait brut. Les formes moléculaires des ChE ont été séparées en gradient de saccharose 5-20% et localisées dans des cœurs gonflés par la gélatine et sur coupe à froid. La morphologie globale du cœur a été étudiée en coupes transversales colorées avec l’hématoxyline et l’éosine. Résultats et conclusions : La plus forte activité en AChE a été mesurée dans les oreillettes, la plus faible activité dans le ventricule gauche et le septum. Dans tous les compartiments, PRiMA AChE et ColQ AChE ont été observés. Chacune des formes ancrées est distribuée sur l’épicarde à la base du cœur, et sont co-localisées avec des neurones intracardiaques. PRiMA AChE forme des branches fines à proximité des neurones intracardiaques. L’absence d’ancrage de l’AChE aboutit à une diminution significative du diamètre des cardiomyocytes. L’activité de la BChE est plus élevée que celle de l’AChE. La plus haute activité en BChE a été détectée dans le ventricule gauche et le septum. Le monomère amphiphilic constitue la forme prédominante dans le cœur. Dans le myocarde, le marquage de l’activité BChE est diffus, alors que dans l’épicarde il colocalise avec un seul neurone intracardiaque. Dans ce travail, nous avons réalisé une étude complète des ChE dans le cœur. Nos résultats peuvent aider à définir de nouvelles thérapies pharmacologiques plus efficaces. / Introduction: The results of current research suggest that acetylcholine has a protective role during heart failure and atrial or ventricular fibrillation. Cholinesterases (ChE) control the level of acetylcholine and thus play an important role in the cholinergic system of the heart. However, detail information about these enzymes in the heart is still missing. The aim of this thesis was to provide a complex study of acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) in the heart, specifically of their activities, molecular forms and precise localization. Methods: Mutant mice with lack of ChE or their anchoring proteins, ColQ and PRiMA, were used. AChE and BChE activities in heart compartments were determined by 2-step Ellman’s method, developed by us. Molecular forms of ChE were determined in 5-20 % sucrose gradients and localized in the hearts filled with gelatin and in the cryosections by activity staining method and by immunohistochemistry. Nerve and endothelial cells were identified using specific markers. Basic heart morphology was studied in the transversal sections stained with hematoxyline and eosine. Results and conclusion: The highest AChE activity was determined in the atria, the lowest activity in the left ventricle and septum. In all compartments, PRiMA AChE and ColQ AChE were observed. Both anchored forms were distributed epicardially on the heart base, co-localized with intracardiac neurons. PRiMA AChE formed a subtle branching in the proximity of intracardiac neurons. The lack of AChE anchored forms led to significantly lower cardiomyocyte diameter. The BChE activity was higher than that of AChE. The highest BChE activity was detected in the left ventricle and septum. Amphiphilic monomers were the predominant form of BChE in the heart. In myocardium, the staining of BChE activity was diffused, while in epicardium it co-localized with a single intracardiac neuron. In this work, we have provided a complex study of ChE in heart. Our results could help in the design of new, more effective pharmacotherapy, which may reduce morbidity and mortality of the patients with various heart diseases. / Úvod: Výsledky súčasného výskumu nasvedčujú protektívnemu vplyvu acetylcholínu pri srdcovom zlyhávaní, či pri predsieňovej a komorovej fibrilácií. Cholínesterázy (ChE) regulujú hladinu acetylcholínu a tak zohrávajú dôležitú úlohu v cholinergickom systéme srdca. Avšak, hlbšie informácie o týchto enzýmoch v srdci chýbajú. Cieľom tejto práce bolo komplexné štúdium acetylcholínesterázy (AChE) a butyrylcholínesterázy (BChE) v srdci, konkrétne ich aktivít, molekulových foriem a presnej lokalizácie. Metódy: V projekte sme používali mutantné myši s chýbaním ChE alebo ich kotviacich proteínov, ColQ a PRiMA. Aktivity AChE a BChE sme v jednotlivých častiach srdca stanovili nami vyvinutou modifikovanou dvoj-krokovou Ellmanovou metódou. Molekulové formy ChE sme študovali v 5-20 % sacharózových gradientoch. ChE sme lokalizovali v srdciach vyplnených želatínou a v kryostatických rezoch, a to pomocou aktivitného farbenia a imunohistochémiou. Nervové a endotelové bunky sme identifikovali na základe špecifických markerov. Základnú morfológiu tkaniva sme študovali v priečnych rezoch srdca nafarbených hematoxylínom a eozínom. Výsledky a záver: V predsieňach sme pozorovali najvyššiu a v ľavej komore a septe najnižšiu aktivitu AChE, kotvenú pomocou PRiMA aj ColQ proteínov. PRiMA AChE aj ColQ AChE boli v epikarde distribuované na báze srdca a ko-lokalizované s intrakardiálnymi neurónmi. PRiMA AChE vytvárala jemnú spleť v blízkosti intrakardiálnych neurónov. Chýbanie kotvených foriem AChE viedlo ku signifikantne menším priemerom kardiomyocytov. Aktivita BChE v srdci bola vyššia ako aktivita AChE, s najvyššou aktivitou v ľavej komore a septe. Predominatnou formou BChE v srdci boli amfifilné monoméry. BChE aktivita bola v myokarde lokalizovaná difúzne a v epikarde ko-lokalizovala s jedným intrakardiálnym neurónom. V predloženej práci sme poskytli komplexný obraz o ChE v srdci. Naše výsledky môžu vo významnej miere napomôcť v dizajne novej, efektívnejšej farmakoterapie, ktorá by mohla znížiť morbiditu a mortalitu pacientov s vybranými chorobami srdca.

Introduction: Des résultats récents indiquent que l’acétylcholine joue un rôle protecteur contre les insuffisances cardiaques et les fibrillations atriales ou ventriculaires. Les cholinestérases (ChE) contrôlent le niveau d’acétylcholine et jouent donc un rôle important pour le système cholinergique du cœur. Cependant, ces enzymes dans le cœur sont peu connues. L'objectif de cette thèse est d’étudier l'acétylcholinestérase (AChE) et la butyrylcholinestérase (BChE) dans le cœur, de quantifier ces enzymes et leurs formes moléculaires et localiser au niveau cellulaire. Méthodes : Nous avons utilisé des souris sans AChE ou BChE et sans ColQ et PRiMA leur protéines d’ancrage. Les activités de l’AChE et de la BChE ont été déterminées par la méthode d’Ellman, que nous avons adaptée pour la faible quantité de ChE dans un extrait brut. Les formes moléculaires des ChE ont été séparées en gradient de saccharose 5-20% et localisées dans des cœurs gonflés par la gélatine et sur coupe à froid. La morphologie globale du cœur a été étudiée en coupes transversales colorées avec l’hématoxyline et l’éosine. Résultats et conclusions : La plus forte activité en AChE a été mesurée dans les oreillettes, la plus faible activité dans le ventricule gauche et le septum. Dans tous les compartiments, PRiMA AChE et ColQ AChE ont été observés. Chacune des formes ancrées est distribuée sur l’épicarde à la base du cœur, et sont co-localisées avec des neurones intracardiaques. PRiMA AChE forme des branches fines à proximité des neurones intracardiaques. L’absence d’ancrage de l’AChE aboutit à une diminution significative du diamètre des cardiomyocytes. L’activité de la BChE est plus élevée que celle de l’AChE. La plus haute activité en BChE a été détectée dans le ventricule gauche et le septum. Le monomère amphiphilic constitue la forme prédominante dans le cœur. Dans le myocarde, le marquage de l’activité BChE est diffus, alors que dans l’épicarde il colocalise avec un seul neurone intracardiaque. Dans ce travail, nous avons réalisé une étude complète des ChE dans le cœur. Nos résultats peuvent aider à définir de nouvelles thérapies pharmacologiques plus efficaces. / Introduction: The results of current research suggest that acetylcholine has a protective role during heart failure and atrial or ventricular fibrillation. Cholinesterases (ChE) control the level of acetylcholine and thus play an important role in the cholinergic system of the heart. However, detail information about these enzymes in the heart is still missing. The aim of this thesis was to provide a complex study of acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) in the heart, specifically of their activities, molecular forms and precise localization. Methods: Mutant mice with lack of ChE or their anchoring proteins, ColQ and PRiMA, were used. AChE and BChE activities in heart compartments were determined by 2-step Ellman’s method, developed by us. Molecular forms of ChE were determined in 5-20 % sucrose gradients and localized in the hearts filled with gelatin and in the cryosections by activity staining method and by immunohistochemistry. Nerve and endothelial cells were identified using specific markers. Basic heart morphology was studied in the transversal sections stained with hematoxyline and eosine. Results and conclusion: The highest AChE activity was determined in the atria, the lowest activity in the left ventricle and septum. In all compartments, PRiMA AChE and ColQ AChE were observed. Both anchored forms were distributed epicardially on the heart base, co-localized with intracardiac neurons. PRiMA AChE formed a subtle branching in the proximity of intracardiac neurons. The lack of AChE anchored forms led to significantly lower cardiomyocyte diameter. The BChE activity was higher than that of AChE. The highest BChE activity was detected in the left ventricle and septum. Amphiphilic monomers were the predominant form of BChE in the heart. In myocardium, the staining of BChE activity was diffused, while in epicardium it co-localized with a single intracardiac neuron. In this work, we have provided a complex study of ChE in heart. Our results could help in the design of new, more effective pharmacotherapy, which may reduce morbidity and mortality of the patients with various heart diseases. / Úvod: Výsledky súčasného výskumu nasvedčujú protektívnemu vplyvu acetylcholínu pri srdcovom zlyhávaní, či pri predsieňovej a komorovej fibrilácií. Cholínesterázy (ChE) regulujú hladinu acetylcholínu a tak zohrávajú dôležitú úlohu v cholinergickom systéme srdca. Avšak, hlbšie informácie o týchto enzýmoch v srdci chýbajú. Cieľom tejto práce bolo komplexné štúdium acetylcholínesterázy (AChE) a butyrylcholínesterázy (BChE) v srdci, konkrétne ich aktivít, molekulových foriem a presnej lokalizácie. Metódy: V projekte sme používali mutantné myši s chýbaním ChE alebo ich kotviacich proteínov, ColQ a PRiMA. Aktivity AChE a BChE sme v jednotlivých častiach srdca stanovili nami vyvinutou modifikovanou dvoj-krokovou Ellmanovou metódou. Molekulové formy ChE sme študovali v 5-20 % sacharózových gradientoch. ChE sme lokalizovali v srdciach vyplnených želatínou a v kryostatických rezoch, a to pomocou aktivitného farbenia a imunohistochémiou. Nervové a endotelové bunky sme identifikovali na základe špecifických markerov. Základnú morfológiu tkaniva sme študovali v priečnych rezoch srdca nafarbených hematoxylínom a eozínom. Výsledky a záver: V predsieňach sme pozorovali najvyššiu a v ľavej komore a septe najnižšiu aktivitu AChE, kotvenú pomocou PRiMA aj ColQ proteínov. PRiMA AChE aj ColQ AChE boli v epikarde distribuované na báze srdca a ko-lokalizované s intrakardiálnymi neurónmi. PRiMA AChE vytvárala jemnú spleť v blízkosti intrakardiálnych neurónov. Chýbanie kotvených foriem AChE viedlo ku signifikantne menším priemerom kardiomyocytov. Aktivita BChE v srdci bola vyššia ako aktivita AChE, s najvyššou aktivitou v ľavej komore a septe. Predominatnou formou BChE v srdci boli amfifilné monoméry. BChE aktivita bola v myokarde lokalizovaná difúzne a v epikarde ko-lokalizovala s jedným intrakardiálnym neurónom. V predloženej práci sme poskytli komplexný obraz o ChE v srdci. Naše výsledky môžu vo významnej miere napomôcť v dizajne novej, efektívnejšej farmakoterapie, ktorá by mohla znížiť morbiditu a mortalitu pacientov s vybranými chorobami srdca.

Bien que le changement dans le choix des substrats énergétiques des acides gras (AGs) vers les glucides soit considéré comme bénéfique pour le cœur insuffisant, il n’est pas clair à savoir pourquoi les patients atteints de désordres de la β-oxydation (β-OX) des AGs à chaîne longue (AGCLs) développent des troubles du rythme et des cardiomyopathies. De plus, le traitement actuel ne permet pas de prévenir l’apparition du phénotype clinique chez tous les patients, spécifiquement en condition de jeûne ou de stress. Ainsi, plusieurs modèles de souris déficientes pour des enzymes impliquées dans l’oxydation des acides gras ont été développés de manière à améliorer les connaissances de la maladie ainsi que les traitements offerts aux patients. À cet égard, cette étude vise à évaluer le phénotype métabolique et fonctionnel des cœurs de souris déficientes pour le récepteur activé de la prolifération des peroxysomes-α (PPARα), un facteur de transcription des gènes impliqués notamment dans la β-OX des AGs, et pour la déshydrogénase des acyl-CoA à très longue chaîne (very-long chain acyl-CoA dehydrogenase, VLCAD), le déficit de l’oxydation des AGCLs le plus commun chez l’humain. L’approche expérimentale utilisée comprend plusieurs techniques dont (i) la perfusion ex vivo de cœur de souris au travail combinée à l’utilisation de substrats marqués au carbone 13 (13C) et à l’analyse par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (GCMS), (ii) l’analyse de l’expression génique par qPCR et (iii) l’analyse de l’activité électrique du cœur in vivo par télémétrie. De manière inattendue, les résultats de cette étude menée chez la souris ont permis de mettre en évidence que des déficits pour des protéines impliquées dans l’oxydation des AGCLs sont associés à des altérations du métabolisme (i) des glucides, (ii) des AGs polyinsaturés (AGPIs), et (iii) mitochondrial, incluant l’anaplérose, en plus d’être liés à des désordres de la fonction électrique du cœur, à savoir une prolongation du segment QTc. Pris dans leur ensemble, les résultats de cette thèse pourraient servir à l’élaboration de nouvelles interventions métaboliques destinées à améliorer les traitements possibles et donc, la qualité de vie des patients atteints de désordres héréditaires de la β-OX des AGCLs. / While a shift from fatty acids to carbohydrate is considered beneficial for the failing heart, it is unclear why patients with fatty acid oxidation disorders present clinical manifestations such as cardiomyopathy, arrhythmia and conduction defects. Unfortunately, the current nutritional treatment for these patients is limited in its ability to prevent these symptoms, especially under fasting and stress conditions. Many mouse models of fatty acid oxidation deficiency have been developed to improve the knowledge of the disease and the treatment of these patients. In this regard, this study aims to characterize the metabolic and functional phenotype of hearts from mice that are deficient for the peroxisome proliferator-activated receptor α, a transcription factor for gene involved in fatty acid oxidation, and very long chain acyl-CoA dehydrogenase, the most common inherited long chain fatty acid oxidation disorder in human, under various conditions. In this study, numerous approaches have been used, which includes validated experimental paradigms, namely, (i) ex vivo heart perfusion in the working mode with concomitant evaluation of myocardial contractility and metabolic fluxes, employing 13C-labeled substrates combined with mass isotopomer analysis by gas chromatography coupled to mass spectrometry, (ii) gene expression analysis by qPCR and (iii) electrocardiogram monitoring in vivo by telemetry. Unexpectedly, results from the present thesis demonstrate that fatty acid oxidation disorders cause alterations in metabolism of (i) carbohydrates (ii) polyunsaturated fatty acids of the omega-3 type, specifically docosahaexanoic acid, and (iii) mitochondria including anaplerosis, in addition to lead to functional abnormalities, namely a prolongation of the QT interval. Altogether, results from this thesis could contribute to new metabolic therapy development to improve the quality of life of the patients with inherited long chain fatty acid oxidation disorder.

Cette thèse a pour objectif l’élaboration de nanoparticules hybrides à base de silice par microémulsion inverse. Les nanoparticules de silice constituent une matrice de base permettant de confiner et de protéger des molécules organiques et/ou des nanoparticules métalliques. L’incorporation combinée de différentes entités dans la silice ouvre ainsi de larges perspectives de par l'introduction de nouvelles propriétés liées à la structure hybride. Afin d’élaborer de tels objets, nous avons utilisé des micelles inverses à base d'eau, de Triton X-100, d'hexanol et de cyclohexane comme milieu réactionnel. L’influence des conditions opératoires sur le contrôle de la taille des micelles inverses a d'abord été étudiée. Ces micelles inverses ont ensuite été mises à profit comme nanoréacteurs pour la synthèse de nanoparticules de silice par procédé sol-gel en utilisant les précurseurs alkoxysilanes adéquats. Nous avons regardé dans quelle mesure il était possible de contrôler la taille des nanoparticules de silice en fonction du pourcentage d’eau par rapport au tensioactif. Il a ainsi été possible d’accéder de façon reproductible à des nanoparticules avec de tailles variables, de 30 nm à 200 nm. Nous avons ensuite regardé qu'il était possible d'encapsuler au sein de cette matrice nanométrique des fluorophores et des nanoparticules d’or et d’argent de façon contrôlée. En vue d’assurer une bonne stabilisation colloïdale en solution, ces nanoparticules hybrides ont été fonctionnalisées d'une part par ajout d'un silane fonctionnel et d'autre part par click chemistry. Nous avons ainsi pu montrer qu’il est possible d’effectuer dans un même milieu micellaire l’ensemble des processus de fabrication de la nanoparticule hybride, de la matrice de silice à sa fonctionnalisation en passant par l’incorporation d’entités fonctionnelles. Cette méthode de synthèse séquentielle nous a ainsi permis de supprimer les étapes de purification et de redispersion qui peuvent s’avérer problématiques dans les procédés classiques. L’ensemble de ce travail a été mis à profit pour la conception d’un agent antibactérien à base de nanoparticules argent/silice capables d’empêcher la prolifération bactérienne grâce au relargage progressif des ions argent. Les tests effectués en solution comme sur le coton et le polyéthylène téréphtalate imprégnés montrent effectivement un caractère antibactérien certain de ces systèmes. / This thesis aims at developing hybrid nanoparticles based on silica by reverse microemulsion. The silica nanoparticles are the basic matrix containing and protecting organic molecules and/or metallic nanoparticles. The combined incorporation of different entities within the silica opens wide prospects for the introduction of new properties related to the hybrid structure. To develop such objects, we used reverse micelles based on water, Triton X-100, hexanol and cyclohexan as reaction medium. The influence of operating conditions on the control of the size of reverse micelles was first studied. These micelles were then set to be used as nanoreactors for the synthesis of silica nanoparticles by sol-gel using suitable alkoxysilanes precursors. We monitored how it was possible to control the size of silica nanoparticles based on the water to surfactant ratio. It was thus possible to prepare in a reproducible way nanoparticles with sizes varying from 30 nm to 200 nm. We then investigated the possibility to encapsulate, in this nanoscaled matrix, fluorophores and nanoparticles of gold and silver in a controlled manner. To ensure a good colloidal stability in solution, these hybrid nanoparticles were, on the one hand, modified by adding a functional silane and, on the other hand, by click chemistry. We have thus shown that it is possible to perform, in a same micellar media, all of manufacturing process of the hybrid nanoparticle, from the silica matrix to its functionalization passing by the incorporation of functional entities. This method of sequential synthesis allowed us to bypass the purification and redispersion steps that can be problematic in the conventional methods. All this work has been extended to the design of an antibacterial agent based of silver/silica nanoparticles, capable of preventing bacterial growth through the gradual release of silver ions. Tests conducted in solution on the impregnated cotton and polyethylene terephtalate indeed show an interesting antibacterial character of these systems.

Afin de pallier les problèmes de sécurité posés par l'emploi d'électrolytes liquides, des batteries incorporant des électrolytes solides ont été envisagées, conduisant à des dispositifs « tout solide » de type microbatterie au lithium. Dans le cas de ces systèmes, des études concernant les phénomènes aux interfaces restent à développer, afin de comprendre les processus limitants qui se déroulent à l'échelle atomique, similairement à la formation de la SEI (« Solid Electrolyte Interface »), bien connue dans le cas de l'utilisation d'électrolytes liquides. Dans ce type de problématiques, l'apport des méthodes de la chimie calculatoire, de part leur aspect prédictif et explicatif, est incontestable. Le présent travail de thèse, en prenant pour objet d'étude l'électrolyte solide LixPOyNz, se place dans ces problématiques, en proposant l'étude fondamentale de modèles d'interfaces électrode/électrolyte. L'électrolyte considéré étant un matériau amorphe, le premier verrou à lever consiste en la recherche d'un modèle de ce système, apte à simuler les propriétés électroniques de l'électrolyte réel, constituées par des données XPS cibles. Les calculs menés, visant à la modélisation des spectres XPS, ont permis tout à la fois de proposer un modèle de l'électrolyte et de mettre en lumière l'existence d'une coordinence des atomes d'azote non considérée jusqu'alors dans l'interprétation expérimentale des données XPS. La possible existence d'atomes d'azote monovalents au sein de l'électrolyte semble confirmée par des calculs vibrationnels, thermodynamiques et cinétiques complémentaires, tandis que ce résultat permet de réviser la vision communément admise de la structuration de l'électrolyte LixPOyNz et de la diffusion des ions Li+ au sein de celui-ci. Enfin, ce modèle structural de l'électrolyte a été employé à la simulation d'une interface électrode/électrolyte (LixPOyNz/Si). Une considération particulière a notamment été apportée à l'étude de l'adsorption du modèle à la surface et de la diffusion des ions lithium au sein de l'interface. / In order to overcome the safety issues induced by the use of liquid electrolytes, Li-ion batteries involving solid electrolytes have been considered, leading to an ‘all-solid’ kind of devices, commonly called microbatteries. For such devices, studies on the limiting processes that take place at electrode/electrolyte interfaces need to be done, to understand the electrochemical phenomenons likely to occur at the atomic scale, similarly to the well-known SEI formation. In this goal, methods of computational chemistry can provide both explanatory and predictive breakthroughs. The present work takes part in those issues by intending a study of electrode/electrolyte interfaces, considering LixPOyNz as the solid electrolyte material. Owing to the amorphous structuration of this system, the first barrier to break consists in the search for a suitable model, able to reproduce its real XPS electronic properties. Modelling of XPS spectra has both lead to propose a model of the electrolyte and highlight the possible existence of a new coordinence for nitrogen atoms, up to now unconsidered experimentally. Complementary calculations of Raman spectra, thermodynamic and kinetic data tend to evidence this coordinence, leading to a refinement of the commonly considered diffusion scheme. Finally, this structural model has been used to simulate an electrode/electrolyte interface (LixPOyNz/Si), with the particular aim of studying its adsorption on the electrode and the Li-ion diffusion through the interface.

Introduction: Des résultats récents indiquent que l’acétylcholine joue un rôle protecteur contre les insuffisances cardiaques et les fibrillations atriales ou ventriculaires. Les cholinestérases (ChE) contrôlent le niveau d’acétylcholine et jouent donc un rôle important pour le système cholinergique du cœur. Cependant, ces enzymes dans le cœur sont peu connues. L'objectif de cette thèse est d’étudier l'acétylcholinestérase (AChE) et la butyrylcholinestérase (BChE) dans le cœur, de quantifier ces enzymes et leurs formes moléculaires et localiser au niveau cellulaire. Méthodes : Nous avons utilisé des souris sans AChE ou BChE et sans ColQ et PRiMA leur protéines d’ancrage. Les activités de l’AChE et de la BChE ont été déterminées par la méthode d’Ellman, que nous avons adaptée pour la faible quantité de ChE dans un extrait brut. Les formes moléculaires des ChE ont été séparées en gradient de saccharose 5-20% et localisées dans des cœurs gonflés par la gélatine et sur coupe à froid. La morphologie globale du cœur a été étudiée en coupes transversales colorées avec l’hématoxyline et l’éosine. Résultats et conclusions : La plus forte activité en AChE a été mesurée dans les oreillettes, la plus faible activité dans le ventricule gauche et le septum. Dans tous les compartiments, PRiMA AChE et ColQ AChE ont été observés. Chacune des formes ancrées est distribuée sur l’épicarde à la base du cœur, et sont co-localisées avec des neurones intracardiaques. PRiMA AChE forme des branches fines à proximité des neurones intracardiaques. L’absence d’ancrage de l’AChE aboutit à une diminution significative du diamètre des cardiomyocytes. L’activité de la BChE est plus élevée que celle de l’AChE. La plus haute activité en BChE a été détectée dans le ventricule gauche et le septum. Le monomère amphiphilic constitue la forme prédominante dans le cœur. Dans le myocarde, le marquage de l’activité BChE est diffus, alors que dans l’épicarde il colocalise avec un seul neurone intracardiaque. Dans ce travail, nous avons réalisé une étude complète des ChE dans le cœur. Nos résultats peuvent aider à définir de nouvelles thérapies pharmacologiques plus efficaces. / Introduction: The results of current research suggest that acetylcholine has a protective role during heart failure and atrial or ventricular fibrillation. Cholinesterases (ChE) control the level of acetylcholine and thus play an important role in the cholinergic system of the heart. However, detail information about these enzymes in the heart is still missing. The aim of this thesis was to provide a complex study of acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) in the heart, specifically of their activities, molecular forms and precise localization. Methods: Mutant mice with lack of ChE or their anchoring proteins, ColQ and PRiMA, were used. AChE and BChE activities in heart compartments were determined by 2-step Ellman’s method, developed by us. Molecular forms of ChE were determined in 5-20 % sucrose gradients and localized in the hearts filled with gelatin and in the cryosections by activity staining method and by immunohistochemistry. Nerve and endothelial cells were identified using specific markers. Basic heart morphology was studied in the transversal sections stained with hematoxyline and eosine. Results and conclusion: The highest AChE activity was determined in the atria, the lowest activity in the left ventricle and septum. In all compartments, PRiMA AChE and ColQ AChE were observed. Both anchored forms were distributed epicardially on the heart base, co-localized with intracardiac neurons. PRiMA AChE formed a subtle branching in the proximity of intracardiac neurons. The lack of AChE anchored forms led to significantly lower cardiomyocyte diameter. The BChE activity was higher than that of AChE. The highest BChE activity was detected in the left ventricle and septum. Amphiphilic monomers were the predominant form of BChE in the heart. In myocardium, the staining of BChE activity was diffused, while in epicardium it co-localized with a single intracardiac neuron. In this work, we have provided a complex study of ChE in heart. Our results could help in the design of new, more effective pharmacotherapy, which may reduce morbidity and mortality of the patients with various heart diseases. / Úvod: Výsledky súčasného výskumu nasvedčujú protektívnemu vplyvu acetylcholínu pri srdcovom zlyhávaní, či pri predsieňovej a komorovej fibrilácií. Cholínesterázy (ChE) regulujú hladinu acetylcholínu a tak zohrávajú dôležitú úlohu v cholinergickom systéme srdca. Avšak, hlbšie informácie o týchto enzýmoch v srdci chýbajú. Cieľom tejto práce bolo komplexné štúdium acetylcholínesterázy (AChE) a butyrylcholínesterázy (BChE) v srdci, konkrétne ich aktivít, molekulových foriem a presnej lokalizácie. Metódy: V projekte sme používali mutantné myši s chýbaním ChE alebo ich kotviacich proteínov, ColQ a PRiMA. Aktivity AChE a BChE sme v jednotlivých častiach srdca stanovili nami vyvinutou modifikovanou dvoj-krokovou Ellmanovou metódou. Molekulové formy ChE sme študovali v 5-20 % sacharózových gradientoch. ChE sme lokalizovali v srdciach vyplnených želatínou a v kryostatických rezoch, a to pomocou aktivitného farbenia a imunohistochémiou. Nervové a endotelové bunky sme identifikovali na základe špecifických markerov. Základnú morfológiu tkaniva sme študovali v priečnych rezoch srdca nafarbených hematoxylínom a eozínom. Výsledky a záver: V predsieňach sme pozorovali najvyššiu a v ľavej komore a septe najnižšiu aktivitu AChE, kotvenú pomocou PRiMA aj ColQ proteínov. PRiMA AChE aj ColQ AChE boli v epikarde distribuované na báze srdca a ko-lokalizované s intrakardiálnymi neurónmi. PRiMA AChE vytvárala jemnú spleť v blízkosti intrakardiálnych neurónov. Chýbanie kotvených foriem AChE viedlo ku signifikantne menším priemerom kardiomyocytov. Aktivita BChE v srdci bola vyššia ako aktivita AChE, s najvyššou aktivitou v ľavej komore a septe. Predominatnou formou BChE v srdci boli amfifilné monoméry. BChE aktivita bola v myokarde lokalizovaná difúzne a v epikarde ko-lokalizovala s jedným intrakardiálnym neurónom. V predloženej práci sme poskytli komplexný obraz o ChE v srdci. Naše výsledky môžu vo významnej miere napomôcť v dizajne novej, efektívnejšej farmakoterapie, ktorá by mohla znížiť morbiditu a mortalitu pacientov s vybranými chorobami srdca.

L’incorporation de particules inorganiques dans une matrice polymère confère de nouvelles propriétés au matériau ou améliore de manière significative les propriétés déjà existantes. Cependant, l’apparence visuelle perçue, telle que la transparence, peut être altérée par des phénomènes de diffusion de la lumière par les particules. Cette diffusion de la lumière est principalement conditionnée par la dimension des particules –ou agrégats de particules- et la différence d’indice de réfraction entre la matrice et les charges. Afin de traiter ces deux problèmes, l’objectif de nos travaux était de contrôler simultanément l’état de dispersion des nanoparticules inorganiques dans la matrice polymère et l’indice de réfraction des nanoparticules de façon à l’ajuster à celui de la matrice. Pour élaborer ce nouveau composite, nous avons synthétisé des nanoparticules hybrides cœur@écorce avec un cœur inorganique qui apporte les nouvelles propriétés et une écorce polymère d’épaisseur contrôlée, obtenue par polymérisation radicalaire contrôlée par voie nitroxyde amorcée à la surface des nanoparticules inorganiques. L’écorce polymère limite l’agrégation des particules et permet de modifier l’indice de réfraction moyen des nanoparticules cœur@écorce. En contrôlant l’épaisseur et la nature chimique de l’écorce polymère, nous cherchons à ajuster l’indice de réfraction des nanoparticules cœur@écorce à celui de la matrice. Les nanoparticules ont ensuite été dispersées dans une matrice de poly(méthacrylate de méthyle). Les propriétés optiques des composites ont été caractérisées par spectrogoniophotométrie, afin d’obtenir des informations sur l’intensité et la distribution angulaire de la lumière transmise par le composite. La transparence des nanocomposites a été fortement améliorée en ajustant l’indice de réfraction des nanoparticules cœur@écorce à celui de la matrice. / The incorporation of inorganic particles into a polymer matrix confers new properties to the material or enhances significantly existing properties. However, the perceived visual appearance, such as loss of transparency, might be modified by the scattering of light by the particles. This light scattering is mainly due to the particle –or aggregates of particles- dimensions and the refractive index difference between matrix and fillers. In order to address both issues, the objective of the present work was to control simultaneously the dispersion state of the inorganic nanoparticles into the polymeric matrix and the refractive index of the nanoparticles to match the one of the matrix. To achieve this new composite, we designed hybrid core@shell nanoparticles with an inorganic core that brings new properties and a polymer shell of controlled thickness, obtained by surface-initiated nitroxide mediated controlled radical polymerization. The polymer shell limits the aggregation of the particles and enables us to tune the average refractive index of the hybrid core@shell particle. By controlling the thickness and the chemical nature of the polymeric shell, we targeted to match the refractive index of the hybrid core@shell particle to the one of the polymeric matrix. The nanoparticles were further dispersed into a poly(methyl methacrylate) matrix. Optical properties of composites were characterized by spectrogoniophotometry which gave us informations about the intensity and the angular distribution of the transmitted light by the nanocomposites. The transparency of the nanocomposites was strongly enhanced for core@shell particles fulfilling the refractive index matching conditions.

Dans le cadre des études de neutronique menées pour réacteurs de GEN-IV, les nouveaux outils de calcul des cœurs de réacteur sont implémentés dans l’ensemble du code APOLLO3® pour la partie déterministe. Ces méthodes de calculs s’appuient sur des données nucléaires discrétisée en énergie (appelées multi-groupes et généralement produites par des codes déterministes eux aussi) et doivent être validées et qualifiées par rapport à des calculs basés sur la méthode de référence Monte-Carlo. L’objectif de cette thèse est de mettre au point une technique alternative de production des propriétés nucléaires multi-groupes par un code de Monte-Carlo (TRIPOLI-4®). Dans un premier temps, après avoir réalisé des tests sur les fonctionnalités existantes de l’homogénéisation et de la condensation avec des précisions meilleures accessibles aujourd’hui, des incohérences sont mises en évidence. De nouveaux estimateurs de paramètres multi-groupes ont été développés et validés pour le code TRIPOLI-4®à l’aide de ce code lui-même, puisqu’il dispose de la possibilité d’utiliser ses propres productions de données multi-groupes dans un calcul de cœur. Ensuite, la prise en compte de l’anisotropie de la diffusion nécessaire pour un bon traitement de l’anisotropie introduite par des fuites des neutrons a été étudiée. Une technique de correction de la diagonale de la matrice de la section efficace de transfert par diffusion à l’ordre P1 (nommée technique IGSC et basée sur une évaluation du courant des neutrons par une technique introduite par Todorova) est développée. Une amélioration de la technique IGSC dans la situation où les propriétés matérielles du réacteur changent drastiquement en espace est apportée. La solution est basée sur l’utilisation d’un nouveau courant qui est projeté sur l’axe X et plus représentatif dans la nouvelle situation que celui utilisant les approximations de Todorova, mais valable seulement en géométrie 1D. A la fin, un modèle de fuite B1 homogène est implémenté dans le code TRIPOLI-4® afin de produire des sections efficaces multi-groupes avec un spectre critique calculé avec l’approximation du mode fondamental. Ce modèle de fuite est analysé et validé rigoureusement en comparant avec les autres codes : Serpent et ECCO ; ainsi qu’avec un cas analytique.L’ensemble de ces développements dans TRIPOLI-4® permet de produire des sections efficaces multi-groupes qui peuvent être utilisées dans le code de calcul de cœur SNATCH de la plateforme PARIS. Ce dernier utilise la théorie du transport qui est indispensable pour la nouvelle filière à neutrons rapides. Les principales conclusions sont : -Le code de réseau en Monte-Carlo est une voie intéressante (surtout pour éviter les difficultés de l’autoprotection, de l’anisotropie limitée à un certain ordre du développement en polynômes de Legendre, du traitement des géométries exactes 3D), pour valider les codes déterministes comme ECCO ou APOLLO3® ou pour produire des données pour les codes déterministes ou Monte-Carlo multi-groupes.-Les résultats obtenus pour le moment avec les données produites par TRIPOLI-4® sont comparables mais n’ont pas encore vraiment montré d’avantage par rapport à ceux obtenus avec des données issues de codes déterministes tel qu’ECCO. / In the framework of the Generation IV reactors neutronic research, new core calculation tools are implemented in the code system APOLLO3® for the deterministic part. These calculation methods are based on the discretization concept of nuclear energy data (named multi-group and are generally produced by deterministic codes) and should be validated and qualified with respect to some Monte-Carlo reference calculations. This thesis aims to develop an alternative technique of producing multi-group nuclear properties by a Monte-Carlo code (TRIPOLI-4®).At first, after having tested the existing homogenization and condensation functionalities with better precision obtained nowadays, some inconsistencies are revealed. Several new multi-group parameters estimators are developed and validated for TRIPOLI-4® code with the aid of itself, since it has the possibility to use the multi-group constants in a core calculation.Secondly, the scattering anisotropy effect which is necessary for handling neutron leakage case is studied. A correction technique concerning the diagonal line of the first order moment of the scattering matrix is proposed. This is named the IGSC technique and is based on the usage of an approximate current which is introduced by Todorova. An improvement of this IGSC technique is then presented for the geometries which hold an important heterogeneity property. This improvement uses a more accurate current quantity which is the projection on the abscissa X. The later current can represent the real situation better but is limited to 1D geometries.Finally, a B1 leakage model is implemented in the TRIPOLI-4® code for generating multi-group cross sections with a fundamental mode based critical spectrum. This leakage model is analyzed and validated rigorously by the comparison with other codes: Serpent and ECCO, as well as an analytical case.The whole development work introduced in TRIPLI-4® code allows producing multi-group constants which can then be used in the core calculation solver SNATCH in the PARIS code platform. The latter uses the transport theory which is indispensable for the new generation fast reactors analysis. The principal conclusions are as follows:-The Monte-Carlo assembly calculation code is an interesting way (in the sense of avoiding the difficulties in the self-shielding calculation, the limited order development of anisotropy parameters, the exact 3D geometries) to validate the deterministic codes like ECCO or APOLLO3® and to produce the multi-group constants for deterministic or Monte-Carlo multi-group calculation codes. -The results obtained for the moment with the multi-group constants calculated by TRIPOLI-4 code are comparable with those produced from ECCO, but did not show remarkable advantages.

Cette thèse participe au projet ANR Fenoptic qui vise à exploiter les propriétés plasmoniques de nanoparticules métalliques incorporées dans des fibres optiques de spécialité. Actuellement, afin de limiter l'atténuation du signal à longue distance, celui-ci est ré-amplifié à intervalles réguliers par émission stimulée d'ions lanthanides dispersés dans le cœur des fibres. L'objectif de ce travail de thèse est d'améliorer l'efficacité de l'amplification du signal en exaltant l'émission des ions luminescents grâce à un couplage efficace avec le cœur métallique. Des nanostructures multicouches originales consistant en une nanoparticule d'or enrobée de couronnes de silice pures ou dopées par des ions lanthanides ont été développées par chimie douce. La forme et la taille des cœurs d'or, ainsi que l'épaisseur et le taux de dopage des couronnes de silice ont été finement contrôlés en solution, et des suspensions stables ont été obtenues. Des références optiques ont de plus été mises au point par dissolution du cœur d'or. Ces nanostructures sont insérées dans des matrices de silice sol-gel de qualité optique et caractérisées par spectroscopie d'émission et déclin de luminescence. Une forte extinction de la luminescence de l'europium (III) est observée à une distance de 2 nm de nanosphères d'or. Cette extinction diminue légèrement à mesure que la distance de couplage augmente, mais persiste jusqu'à 28 nm au moins. La possibilité d'incorporer ces nanostructures dans des cœurs silice de fibres optiques a été évaluée pour un procédé haute température détenu par Draka. Des essais préliminaires selon un procédé semi-industriel par voie sol-gel ont également été initiés.