Durant cette thèse, nous abordons le problème de la fouille exhaustive de motifs pour un cas particulier de graphes : les grilles. Ces grilles peuvent être utilisées pour modéliser des objets ayant une structure régulière. Ces structures sont naturellement présentes dans de nombreux jeux de plateaux (les dames, les échecs ou le go par exemple) ou encore dans les modélisations d’écosystèmes utilisant des automates cellulaires. On les retrouve également à un plus bas niveau dans les images, qui sont des grilles 2D de pixels ou encore les vidéos, qui sont des grilles spatio-temporelles 2D+t de pixels. Au cours de cette thèse, nous avons proposé un nouvel algorithme de fouille de motifs fréquents dédié aux grilles spatio-temporelles, GriMA. L’usage des grilles régulières permet à notre algorithme de réduire la complexité des tests d’isomorphismes. Ces tests sont souvent utilisés par les algorithmes génériques de fouilles de graphes mais ayant une complexité importante, cela limite leur usage sur des données réelles. Deux applications ont été proposées pour évaluer notre algorithme : la classification d’images pour la fouille de grilles 2D et la prédiction d’automates cellulaires pour la fouille de grilles 2D+t. / During this thesis, we consider the exhaustive graph mining problem for a special kind of graphs : the grids. Theses grids can be used to model objects that present a regular structure. These structures are naturally present in multiple board games (checkers, chess or go for instance) or in ecosystems models using cellular automata. It is also possible to find this structure in a lower level in images, which are 2D grids of pixels, or even in videos, which are 2D+t spatio-temporal grids of pixels. In this thesis, we proposed a new algorithm to find frequent patterns dedicated to spatio-temporal grids, GriMA. Use of regular grids allow our algorithm to reduce the complexity of the isomorphisms test. These tests are often use by generic graph mining algorithm but because of their complexity, they are rarely used on real data. Two applications were proposed to evaluate our algorithm: image classification for 2D grids mining and prediction of cellular automata for 2D+t grids mining.

Le virus de la maladie de Marek (MDV) est un alpha-herpesvirus responsable de lymphomes T mortels chez la poule. La peau et en particulier le follicule plumeux est considéré comme le seul site de production de particules virales extracellulaires et est à l'origine de la dissémination horizontale du virus et de la contamination de l'environnement. Cependant, aucun système cellulaire ne permet de reproduire ce qui se passe dans ce tissu. Le but de ma thèse a donc été de développer de nouveaux systèmes de culture permettant de reproduire la réplication, la morphogenèse et l’excrétion décrites in vivo. Pour cela, j’ai développé deux systèmes, des explants de peau d’embryons de poulet cultivés ex vivo et des kératinocytes obtenus par différenciation de cellules souches embryonnaires de poule. J’ai également montré la permissivité au MDV de ces deux modèles de peau puis y ai étudié la réplication et la morphogénèse virale. Ces modèles permettront la recherche des déterminants viraux et cellulaires impliqués dans la production de virions extracellulaires et leur dissémination. / Marek's disease (MD) is a highly contagious virus-induced lymphoma in chicken, caused by an alphaherpesvirus named Marek’s disease virus (MDV). The skin and especially, the feather follicle is the only tissue known to produce infectious cell-free virions and is responsible for the shedding of MDV into the environment and transmission between birds. However, no cell culture system actually reproduces this process ex vivo. Herein my thesis aim was to develop new culture systems to reproduce the efficient MDV replication, morphogenesis and shedding from the feather follicle. For that, I developed two systems, skin explants derived from embryos cultivated ex vivo and keratinocytes obtained by differentiation of chicken embryonic stem cells. I also showed that these two models were permissive to MDV infection and I studied in each one MDV replication and morphogenesis. These models will allow the search of viral and cellular determinants involved in the production of extracellular virions and shedding.

Dans cette thèse, nous étudions la robustesse dans le contexte de la modélisation de systèmes complexes par les automates cellulaires. En effet, si l'on cherche à reproduire un comportement émergent à partir d'un modèle d'automate cellulaire, il nous semble nécessaire de se demander si les comportements observés sont bien le résultat d'interactions entre entités constituantes, ou bien s'ils dépendent d'une définition particulière du modèle. Nous allons ainsi être amenés à considérer la robustesse du modèle, à savoir la résistance de son comportement à de petites variations sur les attributs de sa définition. Dans un premier temps, nous montrons la pertinence de cette approche en considérant plusieurs définitions possibles d'une perturbation de la mise à jour globale et en les appliquant à une classe simple et représentative de modèles d'automates cellulaires, les Automates Cellulaires Elémentaires. Nous observons que, malgré le fait que nos perturbations soient proches et qu'une majorité des modèles considérés ne change pas de comportement, quelques cas particuliers montrent des changements qualitatifs du comportement que nous étudions plus en détail. Dans un second temps, nous appliquons cette approche en nous penchant sur un modèle particulier d'automate cellulaire, qui simule le phénomène de formation d'essaim à partir d'un modèle évolué d'automate cellulaire, le gaz sur réseau. Nous explorons la robustesse du comportement du modèle en considérant la perturbation de deux attributs du modèle, la forme de la grille cellulaire et la mise à jour globale, et en tirons les conclusions sur la relation entre l'observation du comportement et la définition précise du modèle / In this thesis, we study the role of robustness in the context of the modelling of complex systems by cellular automata. Indeed, if we consider a cellular automaton which aims at reproducing an emergent behaviour from a similar structure, we want to determine whether its observed dynamics are the result of the interaction of entities, or whether it depends a precise definition of the model. We thus consider the model's robustness, that is, the resistance of the behaviour to small perturbations on the model features. First, we show the relevance of this approach by considering several definitions of a perturbation of the global updating and by applying them to a simple and representative class of cellular automata, the Elementary Cellular Automata. We observe that, despite the fact that most models show little or no change between the different perturbations, some particular cases show qualitative changes that we study in detail. Second, we apply this approach to a particular model of cellular automata, which simulates a swarming behaviour based on a lattice-gas model. We then explore the model robustness by considering the pertubations of two of the model's attributes, the lattice shape and the global updating, and discuss the relationship between the observation of the behaviour and the precise definitions of the model

Une compréhension fine et détaillée ciblant les mécanismes d’action de nouvelles molécules adjuvantes sur notre système immunitaire vise de manière directe à l’élaboration de nouveaux vaccins plus ciblés et plus efficaces, mais aussi à élargir nos connaissances quant à l’induction d’une réponse immune protectrice.<p>Au cours de cette thèse nous avons voulu comprendre les modes d’action de deux molécules lipidiques distinctes.<p>La première est le lipide cationique diC14-amidine dont il avait été démontré une action sur les cellules dendritiques en culture par une voie qui restait à élucider. Ce lipide cationique s'organise sous forme de liposomes en milieu aqueux et peut s'associer à de nombreux antigènes. La seconde est un analogue synthétique de l'adjuvant monophosphoryl lipide A (MPL), un dérivé du LPS, nommé CRX-527. À l'instar de sa molécule parente, le CRX-527 active le récepteur TLR4 et est considéré comme un adjuvant potentiel de vaccin ou comme immunostimulant isolé.<p>Au cours de notre travail, nous avons démontré que la diC14-amidine active les cellules cibles via le récepteur TLR4. En effet, l'absence de ce récepteur abolit les réponses induites par le lipide cationique diC14-amidine et la transfection du gène codant pour TLR4 rend répondeuses des cellules qui n'exprimaient pas ce récepteur. De plus, la diC14-amidine active et mature des cellules dendritiques, aussi bien de provenance murine qu'humaine, suggérant qu'elle puisse être utilisée en tant qu’adjuvant. Il avait d’ailleurs été précédemment décrit que l'injection d'un complexe diC14-amidine / allergène chez la souris induisait une réponse immune suffisante pour conférer une protection contre cet allergène. Dans ce contexte, nous avons caractérisé au niveau cellulaire la réponse induite suite à l'injection du complexe diC14-amidine / ovalbumine chez la souris. Cette réponse se manifeste par une production d'IFNγ lors d'une re-stimulation ex vivo par l'antigène OVA. <p>En ce qui concerne la molécule CRX-527, nous nous sommes particulièrement focalisés sur le rôle du co-récepteur du TLR4, le CD14, dans les réponses innées induites par le CRX-527. Nous avons établi que, de manière inattendue et contrairement à la plupart des ligands TLR4, le CRX-527 induit la production de nombreuses cytokines et chimiokines en complète absence de CD14, même à faible dose. De plus, l'ajout de CD14 sous sa forme soluble ne modifie pas le niveau des réponses associées à la voie de signalisation MyD88 / NF-κB. Cependant, il semblerait que la stimulation de cellules par du CRX-527 en présence de CD14 soluble recombinant, favorise plutôt la voie TRIF / IRF3, comme le suggère l'augmentation du taux de production d'IFNβ et d'activation d'IRF3. La molécule CD14 (membranaire et/ou soluble) ne serait donc pas qu'un simple transporteur de ligands, comme il l'a été décrit par le passé, mais bien une protéine impliquée dans la modulation des réponses induites lors de l'activation du TLR4. Le CD14 jouerait donc un rôle, aussi bien au niveau de la discrimination des ligands, que celle des voies de signalisation activées.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La chronothérapie des cancers administre les médicaments anticancéreux à des moments précis de la journée afin d’en optimiser la tolérance et l’efficacité. Cependant le système circadien qui règle sur 24 h la prolifération et le métabolisme cellulaires peut être altéré par un décalage horaire chronique, la mutation d’un gène de l’horloge, ou un traitement, favorisant ainsi la survenue de pathologies métaboliques, comportementales ou malignes. La disparité des profils circadiens de température corporelle des patients cancéreux ainsi que leurs modifications sous chimiothérapie fournit les bases d’une personnalisation de la chronothérapeutique. La capacité d’un cycle thermique à entraîner sur 24 h l’horloge circadienne de cellules d’hépatocarcinome en culture indique que ce biomarqueur est aussi un effecteur de la synchronisation des cellules cancéreuses, et constitue un repère circadien pour la chronothérapeutique in vitro et in vivo. / Chronotherapy delivers anticancer drugs at specific times of the day to optimize tolerability and efficacy. However, the circadian system that controls cell proliferation and metabolism over 24 h, can be altered by a chronic jet lag, a clock gene mutation, or a xeniobiotic treatment, thus favoring the occurrence of metabolic, behavioral or malignancies. The disparity of circadian body temperature patterns of cancer patients as well as its disruption during the treatment provides a clincher for chronotherapy personalization. The ability of a thermal cycle to drive the circadian clock in cultured hepatocarcinoma cells of 24 h indicates that this biomarker is also an effector of the synchronization of cancer cells, as well as a marker for the circadian in vitro and in vivo chronotherapeutic.

Les futurs systèmes de communication sans fil devront utiliser des architectures cellulaires hétérogènes composées de grandes cellules (macro) plus performantes et de petites cellules (femto, micro, ou pico) très denses, afin de soutenir la demande de débit en augmentation exponentielle au niveau de la couche physique. Ces structures provoquent un niveau d'interférence sans précèdent à l'intérieur, comme à l'extérieur des cellules, qui doit être atténué ou, idéalement, exploité afin d'améliorer l'efficacité spectrale globale du réseau. Des techniques comme le MIMO à grande échelle (dit massive MIMO), la coopération, etc., qui contribuent aussi à la gestion des interférences, vont encore augmenter la taille des grandes architectures hétérogènes, qui échappent ainsi à toute possibilité d'analyse théorique par des techniques statistiques traditionnelles.Par conséquent, dans cette thèse, nous allons appliquer et améliorer des résultats connus de la théorie des matrices aléatoires à grande échelle (RMT) afin d'analyser le problème d'interférence et de proposer de nouveaux systèmes de précodage qui s'appuient sur les résultats acquis par l'analyse du système à grande échelle. Nous allons d'abord proposer et analyser une nouvelle famille de précodeurs qui réduit la complexité de calcul de précodage pour les stations de base équipées d'un grand nombre d'antennes, tout en conservant la plupart des capacités d'atténuation d'interférence de l'approche classique et le caractère quasi-optimal du précodeur regularised zero forcing. Dans un deuxième temps, nous allons proposer une variation de la structure de précodage linéaire optimal (obtenue pour de nombreuses mesures de performance) qui permet de réduire le niveau d'interférence induit aux autres cellules. Ceci permet aux petites cellules d'atténuer efficacement les interférences induites et reçues au moyen d'une coopération minimale. Afin de faciliter l'utilisation de l'approche analytique RMT pour les futures générations de chercheurs, nous fournissons également un tutoriel exhaustif sur l'application pratique de la RMT pour les problèmes de communication en début du manuscrit. / Future wireless communication systems will need to feature multi cellular heterogeneous architectures consisting of improved macro cells and very dense small cells, in order to support the exponentially rising demand for physical layer throughput. Such structures cause unprecedented levels of inter and intra cell interference, which needs to be mitigated or, ideally, exploited in order to improve overall spectral efficiency of the communication network. Techniques like massive multiple input multiple output (MIMO), cooperation, etc., that also help with interference management, will increase the size of the already large heterogeneous architectures to truly enormous networks, that defy theoretical analysis via traditional statistical methods.Accordingly, in this thesis we will apply and improve the already known framework of large random matrix theory (RMT) to analyse the interference problem and propose solutions centred around new precoding schemes, which rely on large system analysis based insights. First, we will propose and analyse a new family of precoding schemes that reduce the computational precoding complexity of base stations equipped with a large number of antennas, while maintaining most of the interference mitigation capabilities of conventional close-to-optimal regularized zero forcing. Second, we will propose an interference aware linear precoder, based on an intuitive trade-off and recent results on multi cell regularized zero forcing, that allows small cells to effectively mitigate induced interference with minimal cooperation. In order to facilitate utilization of the analytic RMT approach for future generations of interested researchers, we will also provide a comprehensive tutorial on the practical application of RMT in communication problems.

L’interleukine (IL)-17 et le TNFa sont deux cytokines pro-inflammatoires jouant un rôle important dans diverses maladies inflammatoires systémiques et auto-immunes affectant différents organes et tissus comme le foie et les muscles. Cependant, les rôles de l’IL-17 et du TNFa restent encore mal compris dans les muscles et le foie, qui est impliqué dans la réponse en phase aiguë. En utilisant des cultures de myoblastes, d’hépatocytes et de cellules stellaires hépatiques humaines, nous avons trouvé que l’IL-17 et le TNFa augmentent en synergie la sécrétion de la cytokine pro-inflammatoire IL-6 et de plusieurs chimiokines. Dans les myoblastes, l’IL-17 et le TNFa induisent un stress oxydatif et une dérégulation de calcium montrant ainsi que les processus pathologiques immuns et non-immuns interagissent. Dans les hépatocytes, en augmentant en synergie les niveaux de la CRP et des transaminases, l’IL-17 et le TNFa participent à l’inflammation systémique et aux dommages cellulaires. Etant donné que des infiltrats de cellules immunitaires sont retrouvés lors d’atteintes inflammatoires, les interactions cellulaires contribuent certainement à la chronicité de l’inflammation. Des cellules mononuclées du sang périphérique activées ou non ont ainsi été placées en co-cultures avec les myoblastes, les hépatocytes et les cellules stellaires. Par comparaison aux monocultures, les productions de l’IL-6 et de la chimiokine IL-8 étaient augmentées dans les co-cultures. L’IL-17 et le TNFa contribuaient partiellement à ces effets. Les effets systémiques de l’IL-17 et du TNFa en font donc des cibles thérapeutiques attrayantes pour le traitement des nombreuses maladies inflammatoires systémiques / Interleukin-17A (IL-17) and tumor necrosis factor-a (TNFa) are two pro-inflammatory cytokines playing an important role in various systemic inflammatory and autoimmune disorders affecting different organs and tissues including the liver and the muscles. However, the roles of IL-17 and TNFa are not fully understood in the muscles and also in liver, which is crucial in the acute phase response. By using cultures of human myoblasts, primary human hepatocytes, human HepaRG cells and LX-2 hepatic stellate cells, we found that IL-17 and TNFa increase in synergy the production of the pro-inflammatory cytokine IL-6 and chemokines (IL-8, CCL20, MCP-1). In myoblasts, the IL-17 and TNFa stimulation induces endoplasmic reticulum stress and calcium dysregulation showing that immune and non-immune pathogenic mechanisms interplay. In hepatocytes, IL-17 and TNFa mediate systemic inflammation and cell damage by increasing in synergy the CRP acute-phase protein and transaminase levels through the induction of IL-6. Since active liver and muscle disorders are characterized by inflammatory infiltrates of immune cells, the cell interactions play certainly an important role in the chronicity of the inflammation. Peripheral blood mononuclear cells activated or not were therefore co-cultured with myoblasts, hepatocytes and/or hepatic stellate cells to assess the inflammatory role of the cell-cell interactions. Co-cultures enhance the production of IL-6 and IL-8 compared to monocultures. IL-17 and TNFa contribute partially to these inductions. The systemic effects of IL-17 and/or TNFa make them attractive therapeutic targets for the treatment of various systemic inflammatory disorders

Dans cette thèse nous étudions différents systèmes dynamiques discrets permettant de simuler la formation des piles de sable. Le comportement des modèles de base SPM ou IPM(k) est bien connu dans des conditions initiales spécifiques. Nous étendons ces résultats à des conditions initiales plus générales, et nous introduisons le modèle SSPM qui ajoute de la symétrie à ces modèles et améliore leur réalisme. Dans un second temps, nous étudions un autre système dynamique, les automates de sable. Ils sont définis de manière analogue aux automates cellulaires, avec la contrainte supplémentaire qu'uneconfiguration n'admet pas de « trous ». Ces automates peuvent simuler tous les modèles de piles de sable définis localement, et à l'aide d'un cadre mathématique solide, ils permettent d'obtenir des résultats plus généraux. Nous nous intéressons à la dynamique des automates de sable, plus précisément aux propriétés de réversibilité d'un automate, et nous étudions la décidabilité de propriétés caractérisant les piles de sable classiques : conservation des grains et périodicité ultime.

La phytoremédiation constitue une nouvelle technologie permettant de dépolluer les sols contaminés par l'utilisation de plantes. Parmi les différents aspects possibles de cette méthode, figure la phytoextraction basée sur l'absorption et l'accumulation du polluant dans les parties aériennes. Pour être efficace, il est nécessaire de disposer de plantes présentant une biomasse élevée. L'objectif de ce travail visait à sélectionner des variétés de moutarde indienne (Brassica juncea L.) tolérantes et accumulatrices de cadmium.<br />La première partie du travail a consisté à mettre au point et à optimiser une méthode de régénération in vitro de plantes de moutarde indienne, à partir de couches cellulaires minces transversales (CCMTs) (influence de l'organe utilisé, de AgNO3 et de la benzylaminopurine). La régénération a été réalisée en appliquant une pression de sélection par le cadmium pour modifier la tolérance au métal. <br />La deuxième partie aborde l'effet des traitements par le cadmium : in vitro et en serre, sur le développement des plants. Une analyse des perturbations physiologiques et biochimiques observées a permis d'évaluer la tolérance des plants vis à vis du cadmium et indiquent que les plantes néoformées en présence de cadmium mettent en place un système d'exclusion du métal.<br />Dans la troisième partie, pour compléter l'étude précédente sur des plantes néoformées, l'effet du cadmium a été testé sur des plantes de B. juncea directement issues de semis. Plusieurs paramètres physiologiques et biochimiques, caractéristiques des stress, ont été étudiés (activité gaïacol peroxydase, peroxydation des lipides, pigments, acides aminés libres, proline glucides, polyamines libres et conjuguées). En raison de leurs propriétés anti-oxydantes, une attention particulière a été portée aux polyamines dont l'application exogène permet d'envisager son utilisation pour améliorer la capacité d'accumulation du cadmium par les plantes.

LES METHODES CLASSIQUES DISPONIBLES POUR MESURER L'ACTIVITE ENZYMATIQUE DE REPARATION DES LESIONS DE L'ADN PAR DES ADN N-GLYCOSYLASES SONT LONGUES ET LABORIEUSES A METTRE EN ŒUVRE (ANALYSE PAR ELECTROPHORESE SUR GEL COUPLEE AU MARQUAGE PAR UN ISOTOPE RADIOACTIF OU ENCORE PAR CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE HAUTE PERFORMANCE). NOUS AVONS DEVELOPPE DANS LE PRESENT TRAVAIL, UNE NOUVELLE METHODE DE QUANTIFICATION PRECISE ET AISEE DES ACTIVITES DE REPARATION BASEE SUR UNE DETECTION UTILISANT LE PRINCIPE PHYSIQUE DU FRET (TRANSFERT PAR RESONANCE D'ENERGIE DE FLUORESCENCE). POUR CE FAIRE, UN SUBSTRAT D'ADN ORIGINAL A ETE CONÇU : UNE STRUCTURE AUTOCOMPLEMENTAIRE CONTENANT DES LESIONS SPECIFIQUES DANS LA SEQUENCE DOUBLE BRIN DE L'EPINGLE A CHEVEUX ET, AYANT LES DEUX EXTREMITES MARQUEES PAR DES CHROMOPHORES. L'EXCISION DE LA LESION PAR DES ADN N-GLYCOSYLASES CONDUIT A LA SEPARATION DES BRINS COMPLEMENTAIRES, INDUISANT UNE DIMINUTION DU PROCESSUS DE « QUENCHING » DE FLUORESCENCE. L'EXCISION EST DONC DETECTEE ET QUANTIFIEE PAR L'AUGMENTATION DE L'INTENSITE DU SIGNAL D'EMISSION DU FLUOROPHORE. APRES AVOIR ETABLI LA LINEARITE DE LA REPONSE DU TEST, NOUS AVONS UTILISE CETTE APPROCHE EXPERIMENTALE POUR ACCEDER AUX PARAMETRES CINETIQUES CARACTERISTIQUES DES ENZYMES DE REPARATION. LA VALIDITE DE CES PARAMETRES A ETE CONTROLEE PAR COMPARAISON AVEC LES DONNEES OBTENUES PAR ANALYSE SUR GEL D'ACRYLAMIDE (EGPA). LES POSSIBLES APPLICATIONS DE NOTRE TEST EN TANT QU'OUTIL DE SCREENING POUR LA DETECTION D'ACTIVITE DE REPARATION OU D'INHIBITION ENZYMATIQUE, SUR ENZYMES PURIFIEES OU A PARTIR D'EXTRAITS CELLULAIRES ONT ETE INVESTIGUEES. ENFIN, UN PROJET DE MINIATURISATION DU FORMAT DE LECTURE DANS UN MICROSYSTEME DE TYPE « LAB-ON-A-CHIP » A ETE MENE. L'ENSEMBLE DES RESULTATS OBTENUS PROUVE LA PERTINENCE DE NOTRE METHODE D'ANALYSE EN PHASE HOMOGENE, EN VUE D'EXTENSIONS A L'ANALYSE PARALLELISEE HAUT DEBIT POUR DES APPLICATIONS EN RECHERCHE FONDAMENTALE, BIOMEDICALE ET PHARMACEUTIQUE.