L'utilisation massive des retardateurs de flamme organohalogénés dans les produits manufacturés se solde, à ce jour, par une dispersion importante de ces composés dans l'environnement et par leur accumulation au sein des espèces aviaires notamment. À cet effet, il fut mesuré les plus fortes concentrations du congénère BDE-209 (composante principale du mélange Déca-BDE) couplé à une forte détection des isomères du Déchlorane Plus (syn- et anti-DP) dans les tissus de goéland à bec cerclé (GBC) nichant dans le fleuve Saint-Laurent, en aval de Montréal. En raison de leur forte charge en halogène et leur poids moléculaire important, le BDE-209 et le DP ont été considérés comme étant peu biodisponibles et très stables d'un point de vue physicochimique. Or, en ce qui a trait au BDE-209, plusieurs produits de débromination ont également été quantifiés dans ces mêmes tissus, mais leurs sources restent encore ambiguës. Par ce travail de recherche, nous avons donc tenté de vérifier l'hypothèse proposant que le BDE-209 et les isomères du DP représentent de bons substrats à l'action des enzymes de biotransformation isolées des microsomes hépatiques de GBC, résultant ainsi en une série de produits déhalogénés. Cette étude a donc pour but d'élucider le potentiel de biotransformation du BDE-209 et des deux isomères du DP à l'aide d'un essai de biotransformation in vitro (90 min) utilisant des microsomes hépatiques de GBC naturellement exposés, et ce, en les comparant à un congénère métabolisable (BDE-15) et à un autre étant résistant à la dégradation enzymatique (BDE-153). Basé sur un gradient d'activité EROD hépatique (faible, moyen et élevé), les oiseaux ayant une activité EROD moyenne ont démontré une diminution significative d'environ 20% du BDE-15 alors qu'aucune dégradation significative n'a été obtenue pour le BDE-153, -209 et pour les isomères du DP. Également, le pourcentage de dégradation du BDE-15 entre les groupes d'activité EROD « faible » et « moyen » a varié d'un peu plus de 10% laissant entrevoir qu'une certaine induction enzymatique serait favorable aux fins de la biotransformation de ce congénère. En somme, le présent travail ne permet pas d'expliquer la présence des produits de débromination du BDE-209 dans les tissus du GBC étant donné l'absence de biotransformation observée lors de l'essai in vitro. Ces produits pourraient toutefois avoir été absorbés par leur alimentation et/ou leur environnement quoique l'on ne puisse exclure que des processus métaboliques affectant l'intégrité moléculaire du BDE-209 aient véritablement lieu chez le GBC. Quant aux isomères du DP, il semble qu'ils ne soient pas susceptibles à la biotransformation dans le cadre du design expérimental réalisé. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Retardateur de flamme halogéné, polybromodiphényléther (PBDE), Déchlorane Plus (DP), oiseau, biotransformation in vitro, microsomes hépatiques

La mésalamine est couramment utilisée dans le traitement des maladies inflammatoires de l'intestin (MII) et son efficacité est étroitement reliée à une action locale, au niveau du côlon. L'absorption systémique de la mésalamine, dans les parties pré-coloniques, entraîne non seulement une réduction importante de la dose efficace, mais aussi un risque élevé des effets indésirables. Actuellement, les formes commerciales (i.e. Asacol®) administrées par voie orale sont majoritairement basées sur un système pH-dépendant. L'inconvénient majeur de cette technologie est la grande variation interindividuelle du pH gastro-intestinal avec un impact notable sur le profil de libération de la mésalamine. L'objectif principal de la présente recherche a été d'élaborer un nouveau système pH-indépendant qui assure une protection de la mésalamine durant le passage gastrique et une livraison dans le côlon. Pour y parvenir, un nouvel excipient à base de Carboxyméthylamidon (CMA) a été mis au point et utilisé comme excipient pour le transport de la mésalamine dans le côlon. Le CMA a été déjà proposé comme matrice pour la libération contrôlée de petites molécules ou des agents bioactifs mais il reste moins performant pour la livraison au côlon à cause de sa solubilité élevée dans un milieu neutre et de sa sensibilité à l'amylolyse. Dans ce contexte, nous avons considéré la complexation du CMA avec la lécithine (L) afin d'obtenir une matrice plus hydrophobe qui pourrait assurer une libération retardée des substances actives. Le complexe CMA/L a été obtenu par traitement à haute température du mélange de CMA et de L. La formation du complexe a été élucidée à l'aide du test d'iode, des analyses d'infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), de diffraction des rayons X (DRX) et de la microscopie électronique de balayage (MEB). Les résultats ont montré qu'il y a une insertion partielle des chaines alkyle de l'acide gras à l'intérieur de l'hélice du CMA, tandis que la partie polaire est dirigée à l'extérieur. De plus, certaines parties alkyles des L non incluses dans l'hélice (extra-hélicales) sont stabilisés entre les deux chaines macromoléculaires de CMA via des interactions ioniques et associations hydrophobes. L'étude des profils de dissolution a montré qu'il y a une très faible (< 5 %) libération de mésalamine pour les premières 5 h, mais une libération rapide à partir de 6 h et complète après 8 h dans le milieu intestinal simulé. Aucune différence significative n'a été observée entre les profils cinétiques de la mésalamine à des différentes valeurs de pH du milieu intestinal (6,5-7,5) suggérant que la matrice CMA/L est un système pH-indépendant au niveau intestinal. Par ailleurs, en variant la proportion de la matrice, une libération temps-dépendante a été observée, ce qui permet de « programmer » la livraison des médicaments aux sites désirés. Ce type de complexe est différent des complexes de l'amidon (amylose) avec des acides gras (monoalkyles) inclus dans la structure hélicoïdale et aussi différent des complexes polyélectrolytes du CMA avec le chitosane. À notre connaissance, cette étude est une des premières à mettre en évidence des relations entre l'amidon modifié et les lipides dialkyles, ce qui pourrait servir de base à différentes applications telles que cosmétique, nutraceutique ou alimentaire, etc. Un autre complexe à base de mésalamine (MES) et de sucralfate (SUC) a été préparé et caractérisé. Les études d'analyse structurale ont montré que les interactions entre la MES et le SUC ont lieu dans le mi lieu aqueux. Selon notre hypothèse dans ce type de complexes, le sucralfate par ses propriétés muco-adhésives, pourrait prolonger le temps de séjour du comprimé dans le côlon. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Carboxyméthylamidon, Lécithine, Complexe, Libération temps-dépendante, Côlon, Mésalamine, Maladies inflammatoires de l'intestin.

Le plomb est un métal lourd bien connu pour sa toxicité pour l'homme et pour l'environnement, donc une méthode d'analyse précise et peu coûteuse est très souhaitable pour déterminer la teneur en plomb de divers spécimens. Ces dernières années, une attention particulière a été portée au développement de nouveaux capteurs électrochimiques pour quantifier les ions des métaux toxiques au niveau de trace. Le choix d'un matériau d'électrode et sa fonctionnalisation sont cruciaux pour le processus d'analyse. Le but principal de ce projet de recherche est de fonctionnaliser une électrode de papier carbone pour la détermination du plomb dans une solution aqueuse. À cet effet, le papier carbone activé, a été modifié avec de l'acide benzylphosphonique à partir de la réduction électrochimique des cations diazonium correspondants générés in-situ. La présence de la couche greffée a été confirmée et caractérisée par voltampérométrie cyclique, spectroscopie du photoélectron-X et par spectroscopie d'impédance électrochimique. Ainsi les groupements benzylphosphoniques, liés de manière covalente à la surface de l'électrode complexent les ions Pb2+ de la solution. La quantité de plomb complexée est déterminée par l'intégration de l'aire sous le pic d'oxydation ou de réduction d'un voltammogramme cyclique. Ces matériaux fonctionnels présentent une limite de détection de l'ordre de 0,034 µg.L-1 (S/N = 3) pour le plomb en solution. La détermination électrochimique du plomb a été examinée en variant différents paramètres tels que l'effet du pH de la solution d'immersion, l'effet du temps de préconcentration et aussi l'effet de la concentration du plomb en solution. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Électrochimie, diazonium, amine, phosphate, modification, carbone, métaux lourds, eau.

Le développement de nouvelles compositions propulsives, pour applications stratégique et spatiale par exemple, conduit à élaborer des charges énergétiques de plus en plus puissantes... / The development of new compositions of propellants, for strategic and space applications for instance, leads to synthesis of more and more powerful energetic materials...

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La pemphigoïde bulleuse (PB) est la plus fréquente et la plus grave des dermatoses bulleuses auto-immunes caractérisée par une cascade inflammatoire impliquant plusieurs cytokines et cellules inflammatoires, avec la libération de protéases (MMP-9, élastase) conduisant à la formation de la bulle. L’objectif de cette étude est de caractériser cette cascade inflammatoire en analysant la contribution de la chimiokine CXCL10 et des cellules inflammatoires comme les macrophages dans le mécanisme physiopathologique associé à la maladie. Nos résultats ont montré que CXCL10 est présent à des taux importants dans le sérum des patients et dans le liquide de bulle, de plus cette chimiokine reste fortement présente dans le sérum des patients qui rechutent. D’autre part nous avons montré pour la première fois que l’orientation des macrophages dans la PB est contrôlée dans un premier temps par les sérums de patients, qui préactivent les macrophages dérivés de monocytes, puis par le liquide de bulle qui différencient les macrophages vers une polarisation M2. Nous avons également montré que seulement les neutrophiles et les monocytes isolés de patients atteints de PB, mais pas leur lymphocytes, répondaient à une stimulation par CXCL10 par une augmentation de leur sécrétion en MMP-9 via l’activation des voies de signalisation ERK1/2, P38 et PI3K. Cette expression de la MMP-9 a été associée à une polarisation de type M2 dans les macrophages issus de monocytes de patients. Enfin, nous avons montré l’importance des activateurs sélectifs des récepteurs des glucocorticoïdes, tels que le composé A, qui était aussi efficace que le traitement avec la méthylprénisolone dans l'inhibition de la MMP-9, mais avec des effets distincts sur l'expression des marqueurs phénotypiques de macrophages. / Bullous pemphigoid (BP) is the most common and serious autoimmune bullous dermatosis characterized by inflammatory cascade involving many cytokines and inflammatory cells, with the release of proteases (MMP-9, HLE) leading to the formation of the blister. The objective of this study is to characterize the inflammatory cascade by analyzing the contribution of the CXCL10 chemokine and inflammatory cells such as macrophages in the pathophysiology associated with the disease. Our results showed that CXCL10 is present at significant levels in the serum of patients and in the blister fluid, this chemokine remains strongly present in the serum of patients who relapse. On the other hand we have shown for the first time that macrophages polarization in BP is controlled by the sera of patients, which activate macrophages derived from monocytes, and then blister fluid differentiate macrophages in an M2 polarization. We also showed that only neutrophils and monocytes isolated from patients, but not the lymphocytes responding to stimulation by CXCL10 by an increase in secretion of MMP-9 via the activation of signaling pathways ERK1 / 2, P38 and PI3K. This expression of MMP-9 has been associated with an M2 macrophages polarization derived from monocytes of patients. Finally, we have demonstrated the importance of selective glucocorticoid receptor activators, such as Compound A, which was as effective as treatment with methylprednisolone in inhibiting MMP-9, but with distinct effects on the expression of phenotypic markers of macrophages.

La grande variété de morphologie de l’appareil visuel chez les arthropodes en fait un groupe unique pour l’étude de la diversité et l'évolution du système visuel. Cependant, la plupart de nos connaissances sur le développement et l'architecture neurale du système visuel provient de quelques organismes modèles. Mon projet vise à contribuer à l'étude de la diversité et de l'évolution du système visuel des arthropodes en étudiant l'œil du crustacé Parhyale hawaiensis; axé sur son développement, sa neuro-architecture et sa fonction. En particulier, mon travail vise à caractériser la structure du système visuel, à cartographier les connexions entre les photorécepteurs (PR) et le lobe optique (LO) et à comprendre les adaptations fonctionnelles de l'œil, par rapport aux yeux des autres arthropodes.Une description de l'anatomie de base du système visuel a été réalisée au moyen de la microscopie électronique, par immunomarquage et par la production de lignées de transgénique. J'ai trouvé que Parhyale possède un œil composé de type apposition avec 8 (chez les nouveau-nés) à 50 (chez les adultes) ommatidies, chacun formée par 5 PR (R1-R5). Nous avons trouvé deux opsines, nommés Ph-Opsin1 et Ph-Opsin2, exclusivement exprimés dans la rétine. En utilisant la séquence génomique comme guide, j'ai cloné des séquences régulatrices en amont de chaque gène d’opsine et généré des rapporteurs transgéniques qui récapitulent les patterns d'expression de Ph-Opsin1 et de Ph-Opsin2. Ces rapporteurs ont révélé que R1-R4 exprime Ph-Opsin1 tandis que R5 exprime le Ph-Opsin2.Immunomarquage ainsi que l'imagerie des deux lignées transgéniques, ont montré que les PR envoient de longues projections depuis la rétine au LO. Trois neuropiles optiques ont été identifiés: la lamina, la medulla et un neuropile plus profond qui est probablement la lobula plate ou la lobula. En suivant les projections axonales des PR dans le cerveau, révélant que tous les PR se projettent dans la lamina. Ceci diffère de ce qui a été montré chez les diptères et les crustacés, où au moins un PR par ommatidie projette ses axones dans la medulla.La microscopie électronique a montré que les rhabdomères des deux paires de PR, R1 + R3 et R2 + R4, sont orthogonalement alignés les uns aux autres dans chaque ommatidie, et que le rhabdome ne tourne pas. Ces caractéristiques rendent les PR intrinsèquement sensibles aux directions spécifiques de la lumière polarisée. Par conséquent, j'ai essayé de comprendre si Parhyale réagît à la lumière polarisée, au moyen d'expériences comportementales. Les données que j'ai recueillies suggèrent que Parhyale sont phototactiques pour la lumière blanche mais ne montrent aucune réponse à la lumière polarisée dans ces essais expérimentaux. Les problèmes potentiels liés à ces tests de comportement sont discutés.Enfin, je montre que l'œil de Parhyale s'adapte rapidement à différentes conditions d'intensité lumineuse. Ceci est obtenu par le mouvement des granules de pigments, situés à l'intérieur des PR, et par des changements morphologiques de la membrane basale du PR.Ce projet est pionnier dans l'étude du système visuel chez Parhyale. C'est la première fois que des outils génétiques ont été introduits pour étudier le système visuel de crustacés. Il établit Parhyale comme un puissant système expérimental pour des études in vivo de développement des yeux composé et de ciblage axonal du système visuel, un champ actuellement dominé par des études sur une seule espèce de mouche. / The wide diversity of eye designs present in arthropods makes them a unique group for studying the diversity and evolution of the visual system. However, most of our knowledge on the development and the neural architecture of the visual system comes from few model organisms. My project aims to contribute to the study of the diversity and evolution of the arthropod visual system by studying the eye of the crustacean Parhyale hawaiensis; focusing on its development, neuroarchitecture and function. In particular, my work aims to characterize the structure of the visual system, to map the connections between photoreceptors (PR) and optic lobe (OL) and to understand the functional adaptations of the eye, in relation to the eyes of other arthropods.A description of the basic anatomy of the visual system was performed by means of electron microscopy, immunostainings and by generating transgenic reporter lines. I found that Parhyale has an apposition-type compound eye with 8 (in hatchlings) to 50 (in adults) ommatidia, each one formed by 5 PR cells (R1-R5).Two opsins were found in Parhyale, named Ph-Opsin1 and Ph-Opsin2, which are exclusively expressed in the retina. Using the genome sequence as a guide, I cloned upstream regulatory sequences from each opsin genes and generated transgenic reporters that recapitulate the expression patterns of Ph-Opsin1 and Ph-Opsin2. These reporters revealed that R1-R4 express Ph-Opsin1 while R5 expresses Ph-Opsin2.Immunostainings and live imaging of the two transgenic lines showed that PR cells send long projections from the retina to the OL, via an optic nerve. Three optic neuropils were identified: lamina, medulla and a deeper neuropil, possibly the lobula or lobula plate. Following the axonal projections of the PR into the brain, revealed that all PR project to the lamina. This differs from what has been shown in dipterans and crustaceans, where at least one PR per ommatidium projects to the medulla. Electron microscopy showed that the rhabdomeres of two pairs of PR, R1+R3 and R2+R4, are orthogonally aligned to each other in each ommatidium, and that the rhabdom does not rotate. These features render the PR intrinsically sensitive to specific directions of light polarisation. Therefore, I tried to understand whether and how Parhyale respond to polarised light. I developed two experimental setups to address whether Parhyale shows behavioural responses triggered by light polarisation. The data I have collected suggest that Parhyale are phototactic to dim white light but show no response to polarised light in these specific experimental assays. Potential problems with these behavioural assays are discussed.Finally I show that the eye of Parhyale quickly adapts to different conditions of light intensity. This is achieved by movement of the shielding pigment granules, located inside the PR cells and by morphological changes of the PR basal membrane.This project is pioneering the study of the visual system in Parhyale. It is the first time that genetic tools have been introduced to study the crustacean visual system. It establishes Parhyale as a powerful experimental system for in vivo studies of compound eye development and axonal targeting, a field currently dominated by studies in a single species of fruitfly.

Le paludisme est responsable de plus de 438 000 morts en 2015. L’apparition et la propagation de P. falciparum résistants à l’artémisinine, l’antipaludique le plus puissant, est un problème majeur en Asie du Sud-Est. Un besoin impérieux de nouveaux médicaments présentant une action rapide et conservée vis-à-vis de ces parasites résistants se fait sentir pour remplacer l’artémisinine. Cette thèse porte sur le développement d’une nouvelle série chimique inspirée d’un biflavonoïde naturel, la lanaroflavone. Le composé tête-de-série MR27770 présente des propriétés intéressantes : il agit de façon plus rapide que l’artémisinine tout au long du cycle érythrocytaire du parasite, ses propriétés pharmacocinétiques sont prometteuses et il est partiellement actif chez la souris impaludée. De plus, il ne présente pas de résistances croisées avec l’artémisinine ou les autres antipaludiques. Son mécanisme d’action n’est pas connu mais pourrait impliquer un stress osmotique. Ce composé prometteur présente néanmoins une activité moyenne in vitro ce qui a motivé l’étude topologique de sa structure et mené à des dérivés optimisés. / Malaria was responsible for 438.000 deaths in 2015. The increasing proportion of P. falciparum parasites resistant to artemisinin, the most potent antimalarial, is a major concern in Southeast Asia. Fast acting drugs with unaltered activity versus the current multi-drug resistant strains are urgently needed to replace artemisinin. This thesis deals with a new antimalarial series based on the structure of an active natural biflavonoid called lanaroflavone. The lead compound, MR27770, displays interesting properties: it acts throughout the blood cycle faster than artemisinin, its pharmacokinetic properties are promising, and it exhibits a partial in vivo antimalarial activity. Plus, it has no cross-resistance with artemisinin or other antimalarials. Its mode of action is unknown and could imply an osmotic stress. This promising compound has however a mild in vitro activity which motivated the topological study of its structure and led to optimized derivatives.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans le cadre d'une recherche de cristaux scintillateurs détecteurs de rayonnements X ou une étude de la luminescence du cérium et du praséodyme dans des composés fluorés denses à été effectuée. L'émission de Ce3+ dans les fluorures BaThF6 et Ba4y3F1-7 présenté pour une excitation directe dans ses niveaux 5d une probabilité radiative élevée, même à forte concentration. L'utilisation du rayonnement synchrotron a permis de déterminer les différents mécanismes d'excitation de l'ion Ce3+. Ce dernier peut-être en particulier excité par une émission intrinsèque au réseau de type cross-luminescence à déclin ultra-rapide (1 ns) mise en évidence dans les deux réseaux. La croissance cristalline de BaThF6:Ce et la caractérisation des propriétés de scintillation ont été entreprises. Une luminescence de l'ion CeS3+ jusqu'à température ambiante a été observée pour la première fois dans des composés fluorés à base d'ion à doublet 6S2. Le rendement est cependant affecté par une forte extinction thermique, conséquence de la proximité des niveaux émetteurs 5D et de la bande de conduction. Dans certains fluorés à champ cristallin fort (elpasolites et Ba4Y3F1-7), la luminescence à déclin rapide 5d 4F de Pr3+ a été mise en évidence. Les mécanismes de scintillation de cet ion dans les elpasolites ont été étudiés.