Le disque intervertébral est principalement composé de deux types de tissu : le nucleus pulposus au centre contenu par l'annulus fibrosus en périphérie.Le nucleus est relativement bien décrit dans la littérature contrairement à l'annulus dont la constitution bi-phasique couplée à une structure à fibres orientées reste délicate à modéliser. La caractérisation hydro-chimio-mécanique représente un point clé dans la compréhension des phénomènes qui régissent le comportement de l'organe.Pour répondre au manque d'information, deux axes de travail sont mis en place : expérimental et numérique.La réalisation de tests de traction cyclique associés à des techniques de corrélation d'images permet de fournir une base de données complète du comportement.Elle est ensuite utilisée pour identifier un modèle hydro-chimio-mécanique qui traduit le comportement non-linéaire, anisotrope, dissipatif ainsi que la sensibilité aux variations d'environnement chimique du tissu observés expérimentalement.L'intérêt majeur de cette méthode est l'identification simultanée de l'ensemble des paramètres du modèle au cours de sollicitations proches des conditions physiologiques sur chacune des éprouvettes.Ce protocole réduit ainsi les incertitudes liées aux variabilités inter-individus et inter-localisations pour obtenir des valeurs de paramètres plus fiables.La formulation identifiée permettra de proposer un modèle compréhensif des transferts de fluide impliqués dans les processus de nutrition cellulaire.Ce sujet s'intègre dans une réflexion plus large relative à la compréhension des couplages hydro-chimio-mécaniques dans les tissus biologiques.L'enjeu est de quantifier l'impact des stimuli mécaniques sur l'évolution des tissus humains et leur adaptation aux conditions environnementales. / Intervertebral disc is mainly divided into two parts : nucleus pulposus surrounding by annulus fibrosus.Nucleus is relatively well described in literature, on the other hand annulus remains difficult to model due to its bi-phasic constitution coupled with an oriented fibres structure.Hydro-chemo-mechanical characterization represent a key point to reach a better understanding of this organ.To overcome this lack of knowledge, two axes are developed in this work : experimental and numerical.Cyclic tensile tests associated to digital image correlation techniques allow to obtain a large amount of data on global tissue behaviour.It permit to identify a hydro-chemo-mechanical model which takes in account the non-linear, anisotropic and dissipative behaviours.It also highlights sensibility to chemical variations in tissue environment observed experimentally.The most important point of this work is the simultaneous parameter identification performed on each sample during solicitations similar to in vivo conditions.This protocol reduce inter-individuals and inter-localisations discrepancies and leads to an accurate bundle of parameters.The formulation aims to accurately model fluid motion inside intervertebral disc tissues which is related to cell nutrition, growth and homoeostasis.This work is involved in a larger problematic about hydro-chemo-mechanical coupling within biological tissues.It will allow to quantify mechanical stimuli influence on human tissues evolution and adaptation to environment conditions.

La valorisation de la biomasse saccharidique pour la production de dérivés biosourcés d'intérêt est un enjeu important. La cellulose est le polysaccharide le plus abondant sur Terre et représente une source de matière première considérable. Dans ce travail, de nouveaux procédés de dépolymérisation de la cellulose pour l'obtention contrôlée de cellodextrines sont décrits. Ils proposent une approche alternative plus douce aux procédés de production actuels en privilégiant l'utilisation d'enzymes, et de liquides ioniques comme solvants alternatifs. Ce travail rapporte l'élaboration de deux méthodes d'obtention contrôlée d'oligosaccharides à partir de cellulose et de cellulose acétate par combinaisons successives d'hydrolyses acide et enzymatique. Ces procédés ont permis l'obtention de cellodextrines de tailles ciblées avec de bons rendements, et constituent une voie prometteuse pour la valorisation de la cellulose en dérivés biosourcés. La deuxième partie de ce travail consiste en la modification chimio-enzymatique des oligosaccharides de cellulose produits pour leur valorisation en biomolécules d'intérêt, plus particulièrement dans le domaine de l'agrochimie. Les cellodextrines sont utilisées en tant que base saccharidique pour la synthèse d'analogues de lipo-chitooligosaccharides comme potentiels fertilisants verts. Deux méthodes de préparation ont été élaborées à l'aide des glycoside-hydrolases comme outils de synthèse. Les stratégies développées permettent un accès efficace à la synthèse d'analogues et peuvent être adaptées pour la production d'autres molécules. / Valorisation of biomass is a timely challenge and its bio-conversion raises a growing interest from academics and industrials. Cellulose is the most abundant biopolymer on Earth and offers a wide range of applications including value added bio-derived compounds. In this work we report the design of new methods to produce cellodextrins from cellulose and from cellulose acetate, by a combination of successive hydrolyses. These strategies imply the use of ionic liquids and enzymes to perform the depolymerisation. They represent a soft alternative to the current processes of production. The controlled hydrolysis of cellulose was realised in two steps involving first the partial fragmentation of cellulose in ionic liquids by acid catalysis. Then, the selective hydrolysis of those cellulose fragments was performed by an endoglucanase to produce the targeted sizes of cellodextrins. The second method deals with the depolymerisation of water soluble cellulose acetate by enzymatic hydrolysis. Those two methods have led to the controlled production of cellodextrins of interest, with significantly improved yields. In the second part of this work, cellodextrins were used as building block for the synthesis of analogs of lipo-chitooligosaccharides as potential natural fertilizers. Several chemo-enzymatic routes were investigated to produce these biomolecules, and two methods of synthesis were elaborated using glycoside-hydrolases as coupling tools. Those methods offer an easy access to analogs and can be adapted for the production of further molecules.

Le but du projet est de mettre au point de nouveaux outils enzymatiques permettant la production de chitinoligosaccharides de taille et de degré d'acétylation parfaitement contrôlés pour l'étude d'enzymes impliquées dans la biosynthèse, la biodégradation et la modification de la chitine, et pour l'étude de récepteurs protéiques d'origine animale ou végétale. Des études récentes ont montré que les oligomères de la chitine et leurs dérivés sont des molécules qui interviennent dans les phénomènes symbiotiques et de reconnaissance hôte-pathogène dans le règne végétal. Ces molécules sont utilisées en agrochimie comme biofertilisants, et potentiellement en phytosanitaire. Ils sont connus également pour posséder de nombreuses activités biologiques dans le domaine de la santé (effets antimicrobiens, anticancéreux, anti-inflammatoires, immunostimulants...). Si les activités de cette classe d'oligosaccharides sont parfaitement reconnues, leurs modes d'actions restent encore à éclaircir, ce qui nécessite de disposer de molécules pures aux structures chimiques parfaitement contrôlées. La production d'oligomères de la chitine nécessite traditionnellement la mise en œuvre d'une chimie fastidieuse, qui peut être facilitée par une approche chimio-enzymatique.Dans le cadre de cette thèse, nous souhaitons donc développer des outils enzymatiques permettant la synthèse d'une bibliothèque de molécules de taille et de degré d'acétylation contrôlés en vue d'études structure-activité biologique. Pour cela, nous chercherons à produire des N-désacétylases et des chitinases dans différents systèmes d'expression et à caractériser leur activité afin de générer une panoplie de molécules de structure moléculaire parfaitement définie à partir de fragments saccharidiques issus de la biomasse. Les molécules ainsi préparées pourront ensuite être modifiées de façon chimio-sélective afin d'obtenir des sondes photoactivables et/ou biotinylées pour la caractérisation de récepteurs, des substrats fluoro- ou chromogéniques pour le dosage spécifique d'activités enzymatiques ou encore des lipochitinoligosaccharides capables de favoriser la croissance des plantes. Les approches utilisées pour mener à bien ce projet pluridisciplinaire seront : l'ingénierie et la production de protéines recombinantes, la caractérisation biochimique d'activités enzymatiques ainsi que la synthèse chimio-enzymatique et la modification chimique d'oligosaccharides qui devront être caractérisés d'un point de vue physicochimique. Il s'agit d'un projet intégré dans une collaboration nationale financée par l'ANR réunissant des équipes de l'Université de Grenoble, de Lyon, d'Orsay, et l'entreprise Bayer CropScience. / The aim of the project is to develop new tools for enzymatic production of chitooligosaccharides size and degree of acetylation perfectly controlled for the study of enzymes involved in biosynthesis, biodegradation and modification of chitin and for the study of protein receptors of animal or vegetable origin. Recent studies have shown that oligomers of chitin and its derivatives are molecules involved in the phenomena of symbiotic and host-pathogen recognition in plants. These molecules are used as agrochemicals biofertilizers. They are also known to possess numerous biological activities in the field of health (anti-microbial, anti-cancer, anti-inflammatory, immunostimulant ...). If the activities of this class of oligosaccharides are well recognized, their modes of action remain to be clarified, which requires having pure molecules with chemical structures perfectly controlled. The production of chitin oligomers traditionally requires the implementation of a tedious chemistry, which can be facilitated by a chemoenzymatic approach.As part of this thesis, we want to develop enzymatic tools for the synthesis of a library of molecules of size and degree of acetylation controlled studies for structure-biological activity. For this, we will seek to produce N-deacetylase and chitinases in different expression systems and characterize their activity to generate a variety of molecules well-defined molecular structure from saccharide fragments derived from biomass. The molecules thus prepared can then be modified so as to achieve chemoselective photoactivatable probes and / or biotinylated for the characterization of receptors, substrates or fluoro-chromogenic assay for specific enzyme activities or lipo-chitooligosaccharides can promote plant growth. The approaches used to complete this multidisciplinary project are: engineering and production of recombinant proteins, the biochemical characterization of enzymatic activities and chemoenzymatic synthesis and chemical modification of oligosaccharides to be characterized from the point of physicochemical view. This is an integrated project in a national collaboration funded by the ANR with teams from the University of Grenoble, Lyon, Orsay, and Bayer CropScience.

Les plaquettes sanguines sont des cellules anucléées qui jouent un rôle majeur dans l’hémostase. Au-delà de cette fonction, elles possèdent une composante inflammatoire multifacette ; recouvrant la détection du signal de danger, la libération de cytokines et la migration leucocytaire. Dans ce contexte, la première partie de ces travaux met en avant la capacité des plaquettes à mettre en place une activation de type inflammatoire en réponse à un pathogène. En effet, lors de l’infection à HIV les plaquettes sont dans un état d’hyperréactivité et libèrent des facteurs immunomodulateurs pouvant participer à l’inflammation observée chez les patients infectées. D’une manière parallèle, les plaquettes présentent une sensibilité aux bactéries, faisant intervenir les TLR2 et 4 mais aussi les exotoxines, voire les bactéries entières. Le profil de la réponse inflammatoire induite est assez conséquent et diversifié pour participer à la physiopathologie du sepsis. La participation des plaquettes à l’inflammation concerne également leur interconnexion avec les neutrophiles. La seconde partie des travaux traite d’ailleurs de cette coopération qui ne semble pas s’arrêter à la barrière endothéliale, car lors de leur extravasation les neutrophiles transportent avec eux les plaquettes ; qui sont encore capables d’entretenir l’inflammation au niveau du site inflammatoire (ici, modèle de l’alvéole pulmonaire). La diversité du répertoire moléculaire plaquettaire, mis en avant au cours de cette thèse, qui participe à l’inflammation ouvre plusieurs possibilités quant à l’élaboration d’anti-plaquettaires qui pourraient moduler une réponse inflammatoire exacerbée / Blood platelets are anucleate cells which play an key role in haemostasis. In addition to this function, they participate in a number of other functions related to the inflammatory response including danger detection, cytokine release, and leukocyte transmigration. In the first part of the study, we highlight the ability of platelets to undergo an inflammatory activation response to a pathogen. Indeed during HIV infection, platelets are hyperresponsive and release immunomodulatory factors that can be involved in the inflammatory state seen in the patients. In a parallel way, platelets are also sensitive to bacteria, involving TLRs 2 and 4, exotoxins, as well as whole live bacteria. The inflammatory profile induced is sufficient, and quite diversified to participate in sepsis physiopathology. Platelet inflammatory functions also apply to their ability to crosstalk with neutrophils. Thus in the second part of our study, we focus on this interconnection, which does not appear to be stopping at the endothelial barrier, and can be seen during extravasation where neutrophils carry surface bound platelets in order to maintain inflammation directly onsite (alveolar inflammation model here).The diversity of platelet inflammatory activities highlighted in our work leads to several possibilities for the development of an antiplatelet therapeutic target which could modulate an exacerbated inflammatory response

En vue de réduire à moyen terme les émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique, le captage-transport-stockage du dioxyde de carbone (CO2) est considéré comme une technologie prometteuse. Plusieurs sites pilotes existent déjà dans le monde. Cependant, avant de développer la technique de façon industrielle, des recherches expérimentales et numériques doivent être menées afin de garantir le succès et la pérennité d'un projet de stockage. Sur un site de stockage, les discontinuités naturelles ainsi que le(s) puits d'injection constituent des chemins préférentiels pour des fuites éventuelles. Ce travail de doctorat s'attache à l'étude des effets de la présence de dioxyde de carbone sur les géomatériaux en présence et, plus particulièrement, sur le ciment du puits d'injection. L'intégrité du puits et donc la garantie de son étanchéité est critique au niveau de la roche de couverture. Après injection et remontée du panache de dioxyde de carbone vers la roche de couverture, le ciment du puits au niveau de la zone triple (puits/réservoir/couverture) est en contact avec un fluide saturé en CO2 dissous. Un tel fluide, au pH acide, est amené à réagir avec les géomatériaux et entraîne diverses réactions de dissolution des minéraux de la matrice cimentaire ainsi que des réactions de précipitation pouvant altérer le matériau. Ce couplage fort existant entre réactions chimiques et comportement poro-mécanique du ciment du puits peut en effet induire un endommagement de la matrice cimentaire, lié aux modifications de la porosité et des caractéristiques de transport, à la dégradation des modules mécaniques, ou encore à la création de surpressions interstitielles localisées. Un modèle constitutif entièrement couplé a été développé pour simuler le comportement chimio-poromécanique du ciment en présence d'un fluide chargé de CO2. Ce modèle a été implémenté dans deux codes numériques, à savoir, un code aux volumes finis d'une part, et un code aux éléments finis, BIL, développé au Laboratoire Navier, d'autre part. La première implémentation se révèle être bien adaptée aux problèmes de transport réactif à front raide, et est utilisée dans ce mémoire pour modéliser une géométrie unidimensionnelle alliant ciment du puits et roche de couverture. La seconde méthode d'implémentation est quant à elle mieux adaptée à la modélisation du comportement poro-mécanique du ciment, mais, comme nous le verrons, nécessite des adaptations numériques a fin d'être convenable pour la modélisation de phénomènes chimiques impliquant des discontinuités. L'endommagement mécanique lié aux phénomènes chimiques est évalué d'une part via une approche micro-mécanique simplifiée, et d'autre part par une théorie de l'endommagement isotrope. En fin, en ce qui concerne la seconde approche, les résultats sont comparés à des tests expérimentaux issus de la littérature scientifique dans le contexte du stockage géologique du CO2 / In order to reduce in medium-term the anthropogenic original greenhouse gas, the processes of capture-transport-storage of carbon dioxide (CO2) is considered as a promising technology. Several pilot sites already exist in the world. However, before developing the technology on an industrial scale, experimental and numerical researches have to be performed in order to ensure the success and the sustainability of a storage project. In a storage site, the natural discontinuities of the rocks and of the injection wells are normally the preferential leak paths of CO2. In this context, the present PhD research focuses particularly on the cement injection wells. The problems of the integrity of the well and thus ensuring its sealing are the critical points of the caprock.After the injection and the ascent of the CO2 plume to the caprock, the cement paste of well at the triple zone (well/ reservoir/caprock) is contacted with a fluid saturated with dissolved CO2. Because of its acidity, such a fluid is reacted with geomaterials and causes diverse reactions of dissolution of the minerals in the cementitious matrix and precipitation reactions that may affect the material. This strong coupling existing between the chemical reactions and poro-mechanical behavior of the cement well can indeed induce damage to the cementitious matrix related to the modifications of the porosity and the transport characteristics, to the degradation of mechanical modulus, or to the development of localized pore pressure.A constitutive model fully coupled has been developed to simulate the chemo-poro-mechanical behaviour of the hard cement paste of the well with the presence of a CO2-rich fluid. This model has been implemented in two numerical codes: on the one hand, a finite volume code, and on the other hand, a finite element code, BIL, developed at the Navier Laboratory. The first implementation was found to be well adapted to the problems of reactive transport with sharp front, and is used in this thesis to modeling an one-dimensional geometry by combining the cement well and the caprock. The second implementation method is best suited to modeling the poro-mechanical behavior of cement, but, as we shall see, requires numerical adaptations in order to be suitable for modeling chemical phenomenon involving discontinuities. The mechanical damage related to chemical phenomena is evaluated firstly via a simplified micro-mechanical approach, and secondly a theory of isotropic damage. Finally, the results are compared to experimental tests from the scientific literature in the context of the CO2 geosequestration

Le cancer du poumon est la principale cause de décès par cancer chez les hommes et les femmes dans le monde. Malgré les avancées majeures dans les traitements, les thérapies à base de platine restent la thérapie standard pour les patients atteints du cancer du poumon induit par la mutation KRAS. Bien que les composés de platine aient un premier effet sur ces patients, l’apparition d’une rechute constitue le principal défi au niveau clinique.Dans ce contexte, notre projet actuel vise à caractériser l’activation de la voie Notch dans la réponse aux sels de platines d’adénocarcinomes mutés pour K-Ras ainsi que son rôle dans l’acquisition de la résistance à ce traitement. Nous avons mis en évidence que la voie Notch est activée en réponse à divers agents induisant des dommages à l’ADN dans des lignées de cancer du poumon. Nous avons montré que cette activation est dépendante de la voie de checkpoint de Réponse aux Dommages de l’ADN (DDR) via ATM, ATM qui est une des principales kinases de la réponse cellulaire aux lésions de l’ADN telles que les cassures double-brin, causé notamment par la chimiothérapie conventionnelle. Parmi les nombreux substrats d’ATM en réponse à ces dommages, nous montrons un effet direct de MDM2 dans l’activation de la voie Notch en réponse aux dommages à l’ADN causé par le carboplatine. Nos données montrent une nouvelle interaction entre ATM, MDM2 et Notch, lors du traitement au carboplatine, qui pourrait jouer un rôle dans la cascade de signalisation favorisant la survie des cellules tumorales pulmonaires.En utilisant des xénogreffes dérivées de patients atteints d’adénocarcinomes du poumon, ainsi qu’un modèle cellulaire de xénogreffe résistant à la carboplatine, nous avons montré que l’association d’inhibiteurs de Notch et de MDM2 associé au traitement au carboplatine ont un effet accru sur le ralentissement de la croissance de la tumeur et sur la survie, en comparaison avec le traitement actuel de référence que représente le carboplatine.Nos résultats offrent une nouvelle possibilité de thérapie pour les adénocarcinomes de poumons mutés pour KRAS, et pourrait donc répondre à un besoin clinique urgent notamment pour contrecarrer la résistance aux chimiothérapies conventionnelles à base de sels de platine. / Lung cancer is the leading cause of cancer death among men and women worldwide. Despite the major advances in the treatments, platinum-based therapy remains the standard of care for patients affected by KRAS-driven lung cancer. Even though the platinum-compounds display an initial effect on these patients, the onset of the relapse constitutes the main challenge for the clinic. The molecular mechanisms underlying lung adenocarcinoma (LUAD) relapse are not completely elucidated yet, thus it is fundamental to understand them in order to improve survival of patients. Our data show that upon carboplatin treatment, the Notch pathway is activated in vitro. Since this effect was common for several other DNA damage insults, our driving hypothesis connected the DNA Damage Response (DDR) to the activation of the Notch pathway. Our data demonstrates that protein kinase ataxia telangiectasia-mutated (ATM) is a key mediator in the activation of the Notch pathway during DNA damage signalling. ATM is well-known as the chief mobilizer of the cellular response to the most toxic lesions to the DNA, the double-strand breaks which are also the type of damage caused by the conventional chemotherapy. Among the several substrates of ATM in response to the damage, there is the mouse double minute 2 protein (MDM2) that it is known to interact with the Notch pathway. Our data uncovered a new pathway connecting ATM, MDM2 and NICD during carboplatin treatment in LUAD cells.Using LUAD Patient-Derived Xenografts and a new generated carboplatin resistant cellular model, we show in vivo that the combination of Notch and MDM2 inhibitors with carboplatin showed a therapeutic benefit in tumour growth and survival compared to the standard of care, i.e. carboplatin.Our results can offer a new therapeutic window for KRAS-driven LUAD that become resistant to platinum-based therapy, hence tackling an urgent and unmet clinical need.

Introduction : La chimiothérapie cytotoxique constitue une modalité thérapeutique de nombreux cancers. L’amélioration de la durée de survie des patients a fait apparaître des complications de ces traitements notamment sur le nerf périphérique. Il s’agit d’une complication fréquente et potentiellement sévère qui peut avoir un impact durable. Pourtant, bien que les chimiothérapies neurotoxiques soient connues, il n’existe pas de données précises permettant de prédire la tolérance individuelle. La détection précoce des polyneuropathies chimio-induites (PNCI) est donc capitale pour évaluer les facteurs favorisants. L’utilisation du TNSc (Total Neuropathy Score clinical version) et le Sudoscan® peut notamment permettre la détection de ces PNCI. En effet, le TNSc (Total Neuropathy Score clinical version), un score composite évaluant les petites et grosses fibres nerveuses. Celui-ci a été validé pour déterminer la sévérité de la PNCI. Selon le traitement, l’atteinte concerne les grosses fibres myélinisées ou les fibres fines amyéliniques (FFA). L’examen des grosses fibres est bien standardisé au moyen de l’EMG. Cependant il n’en est pas de même pour le diagnostic d’atteinte des FFA. Le Sudoscan® mesure la conductance cutanée (mesure chronoampérométrique) après une exposition à un courant continu inférieur à 100µA/6V permet d’apprécier la fonction sudomotrice. Des études dans le diabète ont montré que la fonction sudomotrice est directement liée à l’état des FFA, car ces fibres contrôlent les glandes sudoripares. Le Sudoscan® pourrait donc être utilisé pour la détection de PNCI.Objectifs i) Evaluer l’incidence des PNCI par le TNSc selon la dose et évaluer l’atteinte des FFA chez des patients au cours de traitement par Sels de platines ou Taxanes ou Alcaloïdes de pervenche; ii) étudier l’évolution dans le temps des PNCI par le TNSc et par Sudoscan® au cours de la chimiothérapie et à distance de son arrêt; iii) caractériser des facteurs de risque de PNCI; iv) comparer les TNSc et mesures chronoampérométriques selon les traitements reçus v) évaluer l’intérêt des conductances par rapport au TNSc.Résultats Une attention particulière a été portée aux patients sous Oxaliplatine (n=65) et Taxanes (n=28). Nous avons retrouvé une augmentation du TNSc chez tous les patients sous chimiothérapie neurotoxique. Pendant le suivi, 57% des patients sous Oxaliplatine et 58% des patients sous Taxanes atteignaient un TNSc correspondant à une neuropathie clinique. Aucune différence du TNSc entre les patients symptomatiques et asymptomatiques n’a été observée à distance de traitement par Oxaliplatine (≥4mois). De même, on ne retrouvait pas de différences du TNSc entre les patients symptomatiques et asymptomatiques à distance de traitement par Taxanes. D’autre part, l’étude des conductances n’a pas révélé d’évolution en fonction de la dose reçue pour les patients sous Oxaliplatine. En revanche, chez les patients sous Taxanes on retrouvait des différences significatives des conductances en fonction des doses reçues. La mesure la plus basse des pieds pendant le suivi est observée en moyenne 23 jours avant que le TNSc le plus élevé ne soit atteint (p=0,03). On ne retrouve pas de différences des conductances pendant le suivi entres les patients symptomatiques et asymptomatiques à distance de traitement par Oxaliplatine. Toutefois, les patients symptomatiques à distance de traitement par Taxanes avaient des conductances des pieds plus basses que les patients asymptomatiques à distance (p=0.004). Le TNSc est plus élevé selon la dose reçue chez les patients diabétiques que chez les patients non diabétiques. Les conductances des mains et des pieds des patients diabétiques étaient significativement plus basses (p=0.003) chez les patients diabétiques que chez les patients non diabétiques.Conclusion Ces résultats suggèrent que les mesures chronoampérométriques permettent de détecter et quantifier l’atteinte des FFA chez les patients recevant des Taxanes. / Introduction : Cytotoxic chemotherapy is a treatment modality for many cancers. The improved survival time of patients showed some complications of these cytotoxic treatments including chemotherapy-induced peripheral neuropathy (CIPN). This is a common and potentially severe complication that can have a lasting impact on the quality of life. Although neurotoxic chemotherapies are known, there is no accurate data to predict individual tolerance. Early detection of CIPN is therefore essential to assess the contributing factors. To this end, the use of the TNSc (Total Neuropathy Score clinical view) and the Sudoscan® can improve the detection CIPN.Indeed, the TNSc (Total Neuropathy Score clinical view), a composite score assessing small and large nerve fibers, has been validated to evaluate the severity of CIPN. The nerve impairment concerns the large myelinated fibers or small fibers, depending on the treatment. The objective assessment of large fibers is standardized by means of the EMG (Electromyography), but it is not the same for the diagnosis of the small fibers impairment.On the other hand, the Sudoscan® measures skin conductance (chronoamperometric measurement) after exposure to a direct current of less than 100μA and 6V, and can assess the sudomotor function. Interestingly, studies in diabetes have shown that sudomotor function is directly related to the status of the small fibers that control the sweat glands. The Sudoscan® could thus be used for the detection of CIPN.Objectives: i) to evaluate the impact, depending on the dose received of chemotherapy, of CIPN by TNSc and assess the impairment of small fibers in patients during treatment with Platinum compounds or Taxanes or vinca alkaloids; ii) to study the evolution of the peripheral neurologic impairment by TNSC and skin conductance measurements during chemotherapy and after the end of the treatment; iii) to characterize risk factors for CIPN; iv) to assess the usefulness of conductance measurements compared to TNSc.Results: Particular attention has been given to patients treated with Oxaliplatin (n= 65) and Taxanes (n= 28), known to damage small fibers. We found an increased TNSc in all patients receiving neurotoxic chemotherapy. During follow-up, 57% of patients receiving Oxaliplatin and 58% of patients receiving Taxanes reach a TNSc corresponding to a clinical neuropathy. However, there was no difference of TNSc during the follow-up between symptomatic and asymptomatic patients, 4 months after the end of the treatment by Oxaliplatin. Similarly, we did not find differences of TNSc during the follow-up between symptomatic and asymptomatic patients, 4 months after the end of the treatment by Taxanes.Regarding conductance values, we didn’t observe changes depending on the dose received for patients treated by Oxaliplatin. However, in patients receiving Taxanes we found significant differences, based on the cumulative dose, for the hands and feet. Indeed, the lowest measure of the feet during the tracking is observed within an average of 23 days before the TNSc reached its highest value (p = 0.03). We didn’t find differences in conductance values during follow-up among symptomatic and asymptomatic patients 4 months after the end of their treatment. However, 4 months after the end of the chemotherapy, symptomatic patients treated with Taxanes had feet conductance values lower than asymptomatic patients (p= 0.004). The TNSc was higher in diabetic patients than in non-diabetic patients depending on the dose received during the follow-up. During the follow-up, the conductance values of the hands and feet were significantly lower (p= 0.003) for these patients than in nondiabetic ones.Conclusion: These results suggest that the chronoamperometric measurements can be useful in the detection and quantification of small fibers impairment in patients receiving Taxanes.

Le corps humain est composé de plus de 100 000 protéines qui interagissent entre elles afin d’assurer son bon fonctionnement. Néanmoins, il peut arriver que certaines de ces protéines subissent une mutation changeant l’équilibre de fonctions du corps telles que la réplication cellulaire. Ces mutations affectant la réplication cellulaire peuvent mener à des cancers, une maladie qui touche de plus en plus de gens à travers le monde. Afin de développer des médicaments efficaces contre cette maladie, il est nécessaire de bien comprendre les mécanismes biologiques impliqués pour établir une approche thérapeutique. Cette compréhension repose notamment sur l’utilisation d’outils moléculaires, de petites molécules possédant des fonctions chimiques versatiles pouvant donner des informations critiques dans le développement de médicaments. Ce présent mémoire se consacre sur le développement d’outils moléculaires à travers deux projets ayant des objectifs distincts. Le premier projet avait comme principal objectif d’approfondir les connaissances sur l’inhibition de la protéine RAS, une GTPase responsable de plus de 30% des cancers. À cet effet, l’approche privilégiée a été celle de la synthèse de macrocycles peptidiques se liant à la cystéine 118 de RAS d’après la structure du monobody NS1. Les structures cristallines et les données protéomiques obtenues ont permis d’identifier les interactions clés entre la protéine RAS et une série d’inhibiteurs cherchant à émuler les effets biologiques de NS1. Le second projet s’intéresse quant à lui aux effets du composé UM171 sur les cellules souches. En effet, cette petite molécule possède la capacité d’empêcher la différenciation des cellules souches hématopoïétiques et permet donc leur multiplication. Cette propriété est une source d’espoir dans le traitement des leucémies et des transplantions. Cependant, la cible biologique de ce composé reste un mystère à ce jour. Ainsi la seconde partie de ce mémoire mettra de l’avant la synthèse d’outils moléculaire à base de diazirines pour tenter de venir identifier la cible d’intérêt en utilisant la protéomique. / The human body is made up of more than 100 000 proteins which interact with each other to keep it functioning properly. However, it can happen that some of these proteins undergo a mutation which changes the balance of body functions such as cell proliferation. These mutations affecting cell proliferation can lead to cancer, a disease that is affecting more and more people around the world. To develop effective drugs against this disease, it is necessary to understand the biological mechanisms involved in order to establish a therapeutic approach. This understanding is particularly based on the use of molecular tools, small molecules with versatile chemical functions that can provide critical information for drug development. This thesis is devoted to the development of molecular tools through two projects with distinct objectives. The main objective of the first project was to deepen knowledge about the inhibition of the RAS protein, a GTPase responsible for more than 30% of cancers. To this end, the preferred approach has been the synthesis of peptide macrocycles binding to RAS cysteine 118 based on the structure of NS1 monobody. The crystal structures and proteomic data obtained have made it possible to identify key interactions between the RAS protein and a series of inhibitors seeking to emulate the biological effects of NS1. The second project focuses on the effects of compound UM171 on stem cells. Indeed, this small molecule can prevent the differentiation of hematopoietic stem cells and therefore allows their multiplication. This property is a source of hope in the treatment of leukemia and transplants. However, the biological target of this compound remains a mystery to this day. Thus, the second part of this thesis will focus on the synthesis of molecular tools based on diazirines in an attempt to identify the target of interest using proteomics.

Les azasulfurylpeptides sont des mimes peptidiques auxquels le carbone en position alpha et le carbonyle d’un acide aminé sont respectivement remplacés par un atome d’azote et un groupement sulfonyle (SO2). Le but premier de ce projet a été de développer une nouvelle méthode de synthèse de ces motifs, également appelés N-aminosulfamides. À cette fin, l’utilisation de sulfamidates de 4-nitrophénol s’est avérée importante dans la synthèse des azasulfuryltripeptides, permettant le couplage d’hydrazides avec l’aide d’irradiation aux micro-ondes (Chapitre 2). Par la suite, en quantité stoechiométrique d’une base et d’un halogénure d’alkyle, les azasulfurylglycines (AsG) formés peuvent être chimiosélectivement alkylés afin d’y insérer diverses chaînes latérales. Les propriétés conformationnelles des N-aminosulfamides à l’état solide ont été élucidées grâce à des études cristallographiques par rayons X : elles possèdent une structure tétraédrique autour de l’atome de soufre, des traits caractéristiques des azapeptides et des sulfonamides, ainsi que du potentiel à favoriser la formation de tours gamma (Chapitre 3). Après le développement d’une méthode de synthèse des N-aminosulfamides en solution, une approche combinatoire sur support solide a également été élaborée sur la résine amide de Rink afin de faciliter la génération d’une librairie d’azasulfurylpeptides. Cette étude a été réalisée en employant le growth hormone releasing peptide 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2). Ce dernier est un hexapeptide possédant une affinité pour deux récepteurs, le growth hormone secretagogue receptor 1a (GHS-R1a) et le récepteur cluster of differenciation 36 (CD36). Une affinité sélective envers le récepteur CD36 confère des propriétés thérapeutiques dans le traitement de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). Six analogues d’azasulfurylpeptides de GHRP-6 utilisés comme ligands du CD36 ont été synthétisés sur support solide, mettant en évidence le remplacement du tryptophane à la position 4 de GHRP-6 (Chapitre 4). Les analogues de GHRP-6 ont été ensuite analysés pour leur capacité à moduler les effets de la fonction et de la cascade de signalisation des ligands spécifiques au Toll-like receptor 2 (TLR2), en collaboration avec le Professeur Huy Ong du département de Pharmacologie à la Faculté de Pharmacie de l’Université de Montréal. Le complexe TLR2-TLR6 est reconnu pour être co-exprimé et modulé par CD36. En se liant au CD36, certains ligands de GHRP-6 ont eu un effet sur la signalisation du TLR2. Par exemple, les azasulfurylpeptides [AsF(4-F)4]- et [AsF(4-MeO)4]-GHRP-6 ont démontré une capacité à empêcher la surproduction du monoxyde d’azote (NO), un sous-produit réactif formé suite à l’induction d’un signal dans les macrophages par des ligands spécifiques liés au TLR2, tel le fibroblast-stimulating lipopeptide 1 (R-FSL-1) et l’acide lipotéichoïque (LTA). En addition, la sécrétion du tumor necrosis factor alpha (TNFa) et du monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), ainsi que l’activation du nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB), ont été réduites. Ces résultats démontrent le potentiel de ces azasulfurylpeptides à pouvoir réguler le rôle du TLR2 qui déclenche des réponses inflammatoires et immunitaires innées (Perspectives). Finalement, le potentiel des azasulfurylpeptides d’inhiber des métallo-bêta-lactamases, tels le New-Delhi Metallo-bêta-lactamase 1 (NDM-1), IMP-1 et le Verona Integron-encoded Metallo-bêta-lactamase 2 (VIM-2), a été étudié en collaboration avec le Professeur James Spencer de l’Université de Bristol (Royaumes-Unis). Certains analogues ont été des inhibiteurs micromolaires du IMP-1 (Perspectives). Ces nouvelles voies de synthèse des azasulfurylpeptides en solution et sur support solide devraient donc permettre leur utilisation dans des études de relations structure-activité avec différents peptides biologiquement actifs. En plus d'expandre l'application des azasulfurylpeptides comme inhibiteurs d'enzymes, cette thèse a révélé le potentiel de ces N-aminosulfamides à mimer les structures secondaires peptidiques, tels que les tours gamma. À cet égard, l’application des azasulfurylpeptides a été démontrée par la synthèse de ligands du CD36 présentant des effets modulateurs sur le TLR2. Compte tenu de leur synthèse efficace et de leur potentiel en tant qu’inhibiteurs, les azasulfurylpeptides devraient trouver une large utilisation dans les sciences de peptides pour des applications dans la médecine et de la chimie biologique. / The azasulfurylpeptides are peptide mimics in which the alpha carbon and the carbonyl of an amino acid residue are respectively replaced by a nitrogen atom and a sulfonyl group (SO2). The primary goal of this doctorate project was to develop a new effective method for the synthesis of these motifs, also called N-aminosulfamides. Towards this aim, the use of 4-nitrophenyl sulfamidates turned out to be important in the synthesis of azasulfuryltripeptides, allowing hydrazide couplings under micro-wave irradiation (Chapter 2). Side-chain diversity was then added using a stoichiometric amount of base and different alkyl halides to alkylate chemoselectively the azasulfurylglycine (AsG) residue. The conformational properties of the N-aminosulfamides in the solid state were studied using X-Ray crystallography, which showed a tetrahedral geometry about the sulfur atom, features of azapeptides and sulfonamides, as well as potential to favor the formation of gamma turns (Chapter 3). Following the development of the synthesis of these N-aminosulfamides in solution, a combinatorial approach on solid support was elaborated on Rink amide resin to generate a library of azasulfurylpeptides. The study was performed using the Growth Hormone Releasing Peptide 6 (GHRP-6, His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2). The latter is a hexapeptide that has affinity for two receptors, the Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a (GHS-R1a) and the Cluster of Differenciation 36 (CD36) receptor. Selective binding to the CD36 receptor has therapeutic potential in the treatment of age-related macular degeneration (AMD). Six azasulfurylpeptide analogs were synthesized on solid support by replacing tryptophan at the 4th position of GHRP-6 with different N-aminosulfamide residues (Chapter 4). The GHRP-6 analogs were tested for their ability to mediate the effects of receptor-specific ligands on the function and downstream signaling of the Toll-Like Receptor 2 (TLR2), in collaboration with Professor Huy Ong at the department of Pharmacology in the Faculty of Pharmacy at the Université de Montréal. The TLR2-TLR6 complex is known to be co-expressed and modulated by CD36. On binding to CD36, certain GHRP-6 ligands exhibited effects on the signaling of TLR2. For example, the azasulfurylpeptides [4-F-AsF4]- and [4-MeO-AsF4]-GHRP-6 prevented the overproduction of nitric oxide (NO), a reactive oxygen species formed following the induction of signal in macrophages on binding of TLR2-specific ligands, such as the Fibroblast-Stimulating Lipopeptide 1 (R-FSL-1) and lipoteichoic acid (LTA). Furthermore, the secretion of the Tumor Necrosis Factor Alpha (TNFa) and Monocyte Chemoattractant Protein 1 (MCP-1), as well as the activation of the Nuclear Factor Kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB), all were reduced. These results offer promise for regulating Toll-like receptor roles in triggering innate immunity and inflammatory responses (Perspectives). Finally, the potential of the azasulfurylpeptides to inhibit metallo-bêta-lactamases, such as the New-Delhi Metallo-β-lactamase 1 (NDM-1), IMP-1 and the Verona Integron-encoded Metallo-bêta-lactamase 2 (VIM-2), has been studied in collaboration with Professor James Spencer at the University of Bristol (United-Kingdom). Some analogs were micromolar inhibitors of IMP-1 (Perspectives). These new approaches for the synthesis of azasulfurylpeptides in solution and on solid support should enable their use in studies of structure-activity relationships with different biologically active peptides. In addition to expanding the application of azasulfurylpeptides as enzyme inhibitors, this thesis has revealed the potential of these N-aminosulfamides to mimic the peptide secondary structures, such as gamma turns. Application of azasulfurylpeptides in this respect has been demonstrated by the synthesis of CD36 ligands exhibiting modulatory effects on the TLR2. Considering their effective synthesis and potential as inhibitors, azasulfurylpeptides should find broad use in peptide science for applications in medicine and chemical biology.

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme et malgré une baisse de la mortalité ces dernières années, attribuable à une détection précoce et une meilleure prise en charge, il reste la première cause de mortalité par cancer et demeure donc un problème majeur de santé publique. La mortalité par cancer du sein s’avère être plus élevée dans le cas des cancers dits agressifs ou de mauvais pronostic tels que le cancer du sein de la femme jeune et le cancer du sein triple négatif (CSTN). Mes travaux de thèse portent sur ces deux types de cancer du sein avec comme objectifs l’étude des conséquences de la ménopause chimio-induite (MCI) chez les femmes jeunes atteintes d’un cancer du sein non métastatique d’une part et l’analyse des facteurs pronostiques de la rechute du cancer du sein triple négatif d’autre part. Le premier axe de ma thèse concerne l’étude clinique MENOCOR dont le but est d’évaluer chez les femmes jeunes atteintes d’un cancer du sein non métastatique l’impact de la MCI sur la qualité de vie (QdV). L’incidence de la MCI et l’étude des variations hormonales font également partie des objectifs secondaires. Dans le cadre de cette thèse, l’analyse intermédiaire, prévue dans le protocole, a été réalisée sur 59 patientes avec un recul de 18 mois post-chimiothérapie. Ces premiers résultats ont tendance à montrer une altération de la QdV évaluée par le QLQ-BR23 chez les patientes ménopausées vs les non ménopausées (p=0.17). A ce stade de l’essai, le QLQ-BR23 semble donc être plus adapté que le QLQ-C30 pour évaluer la QdV dans le contexte de cette étude. Nous avons également observé une prédiction possible de la MCI par le dosage de l’AMH initial et l’âge des patientes. Ainsi, ces résultats doivent être comparés à ceux de l’analyse finale et nous supposons qu’avec une puissance plus importante (effectif total prévu de 240 patientes et suivi de 30 mois post-traitement) les résultats concernant la QdV pourraient être significatifs.Le deuxième axe de ma thèse a consisté à la création d’une base de données sur le CSTN. Cette étude rétrospective s’inscrit dans la continuité des travaux réalisés au Centre Jean PERRIN et a pour but d’évaluer la dynamique et les facteurs prédictifs de la rechute du CSTN. Les analyses ont montré que l’atteinte ganglionnaire, la présence d’emboles et la taille tumorale sont les principaux facteurs pronostiques de la rechute. Les résultats présentés dans cette thèse confirment également l’hétérogénéité des CSTN avec l’existence d’une disparité des réponses à la CTNA (allant de la réponse complète à la chimiorésistance) et d’une diversité des rechutes (précoces (< 1 an), standards (1 à 5 ans) et tardives (> 5 ans)) soulignant la nécessité de poursuivre la recherche de nouveaux biomarqueurs pouvant prédire la réponse ou encore permettant de prévenir les rechutes afin d’améliorer la prise en charge des patientes. En conclusion, ces résultats permettent d’ouvrir de nombreuses perspectives de recherches. Nous prévoyons de comparer les résultats finaux de l’étude MENOCOR à ceux de l’analyse intermédiaire présentés dans cette thèse. A l’issu de l’essai, nous espérons avoir une meilleure compréhension de la MCI, de son impact sur la QdV et du rôle de l’AMH dans la prédiction de la ménopause. Concernant le CSTN, il est prévu de mener une autre étude rétrospective sur une cohorte plus large, avec cette fois-ci, l’analyse des paramètres hématologiques. En fonction des résultats, une étude prospective pourra être mise en place afin d’étudier le rôle du microenvironnement tumoral ainsi que des paramètres hématologiques et génétiques dans la rechute des CSTN. / Breast cancer is the most common cancer among women and despite a decline in mortality in recent years, due to early detection and better treatment management, it remains a major public health issue. Breast cancer mortality has been found to be higher in the case of aggressive or poor prognostic cancers such as breast cancer in young women and the triple negative subtype of breast cancer (TNBC).This PhD focuses on these two types of breast cancer and aims to study the consequences of chemotherapy-induced menopause (CIM) in young women with non metastatic breast cancer and evaluate the prognostic factors of TNBC relapse. One of the aspect of my PhD is based on the clinical study MENOCOR. The main objective of this study is to evaluate the impact of CIM on the quality of life (QoL) of young women with non metastatic breast cancer. The incidence of CIM and the study of hormonal variations are also a part of the secondary objectives. As a part of this PhD work, the interim analysis planned in the study protocol was conducted on 59 patients with a follow-up of 18 months post-chemotherapy. These first results tend to show a QoL decrease, evaluted by the QLQ-BR23, in menopausal women vs non menopausal women (p=0.17). At this stage of the trial, the QLQ-BR23 seems to be more appropriate than the QLQ-C30 to evaluate QoL. We also underline the possible prediction of CIM by the inital AMH level and age. Thus, these results should be compared to the final analysis and we expect that with a greater power (240 patients and a follow-up of 30 months post-chemotherapy) the QoL results will reach significance.The second axis consists of a database on TNBC. This retrospective study follows the work carried out in Jean PERRIN Cancer Center and aims to evaluate dynamics and pronostic factors of TNBC relapse. The analysis showed that the main pronostic factors are the node metastasis, the presence of emboli and the tumor size. The variability of response to chemotherapy (pCR to chemoresistance) and the diversity of relapses (early relapse (<1 year), standard relapse (1 to 5 years) and late relpase (> 5 years)) confirmed the heterogeneity of TNBC highlighting the need to continue the research of new biomarkers. In conclusion, these results open up many research perspectives. We plan to compare the final results of the MENOCOR study with those of the interim analysis presented in this PhD work. At the end of the study, we expect to have a better knowledge of CIM, its impact on QoL and the role of AMH in predicting menopause. Regarding the TNBC, it is planned to conduct another larger retrospective study focused in hematologic parameters evaluating the role of hematologic and genetic parameters. Depending on the results, a prospective study could be promoted in order to evaluate the role of tumoral micro-environment, and hematologic and genetic parameters in TNBC relapse.