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

La leucémie lymphoïde chronique (LLC), caractérisée par une résistance à l'apoptose in vivo et par la faible immunogénicité des cellules leucémiques est une maladie de présentation hétérogène. L'immunochimiothérapie a permis de progresser dans son traitement, mais l'identification de nouvelles cibles d'immunothérapie serait souhaitable. Dans ce contexte, la présence de TLR-7 et TLR-9 sur les cellules de LLC est une piste intéressante. L'objectif principal de cette étude était ainsi de préciser les effets in vitro de l'engagement de TLR-7 et TLR-9 sur les cellules tumorales par leur ligands respectifs Imiquimod R837 et ODN CpG M362. Ces effets ont été examinés sur des LLC classées en formes cliniques et/ou selon leur statut mutationnel IgVH. Les cellules séparées de 40 patients ont été cultivées pendant trois jours, avec du milieu seul, de l'acétate phorbolmyristate (PMA) ou d'Imiquimod ou d'ODN. La cytométrie en flux a permis d'étudier l'expression des TLRs et d'antigènes de différenciation au niveau des cellules B tumorales, d'évaluer l'apoptose, la prolifération et de doser les cytokines. Les voies de signalisation ont été explorées par une technique d'antibody-array et par western blot. Les résultats confirment que les TLRs sont actifs et répondent à leurs ligands sur les cellules leucémiques. L'Imiquimod induit une apoptose accrue des cellules tumorales, surtout chez les patients stables et mutés, impliquant également la voie p38MAPK. L'ODN induit la prolifération des cellules tumorales et les protège de l'apoptose, surtout pour les patients avec une forme agressive et/ou non mutée. Ceci s'accompagne de l'activation de nombreuses protéines anti-apoptotiques et de la production d'IL-8 et d'IL-6. Ces résultats suggèrent que l'Imiquimod et l'ODN pourraient entrer dans une stratégie d'immunothérapie adjuvante pour les patients atteints de LLC / Chronic lymphoid leukemia (CLL), characterized by in vivo resistance to apoptosis and poor immunogenicity of leukemic cells is a hetereogeneous disease. Immunochemotherapy has allowed to progress greatly in its treatment, but the identification of new immunotherapy targets would be welcome. In this context, the presence of TLR-7 and TLR-9 on CLL cells is a promising prospect. The main objective of this work was therefore to precise the effects of in vitro engagement of TLR-7 and TLR-9 on tumor cells by their respective ligands Imiquimod R837 and ODN CpG M362. These effects were examined on CLL classified according to clinical evolution and /or according to their IgVH mutational status. Separated cells from 40 patients were cultured for three days with medium alone, acetate phorbolmyristate (PMA) or Imiquimod or ODN. Flow cytometry allowed to study the expression of TLRs and differentiation antigens on CLL cells' surface, to evaluate apoptosis, measure proliferation and assay cytokines production. Signaling pathways were further studied by antibody-array and western blot. Data obtained confirmed that TLRs are active and respond to their ligands on CLL B-cells. Imiquimod induces increased apoptosis, especially in patients with stable disease or mutated IgVH, with the additional involvement of the p38MAPK pathway. ODN induces cell proliferation and protects them from apoptosis, mostly for patients with an aggressive disease and/or unmutated IgVH. This is concomitant of the activation of anti-apoptotic proteins and of the production of IL-8 and IL-6. These results suggest that Imiquimod and ODN could enter in an adjuvant immunotherapy strategy in CLL

Les exsudats des plantes sont des substances naturelles complexes. Ils sont utilisés par plusieurs populations d’Afrique et trouvent de nombreuses applications : en thérapeutique, en pharmacie galénique, en parfumerie, etc. Au Congo, une grande majorité de ces substances est encore mal connue. Ce travail de thèse a consisté à inventorier les plantes à exsudats du Congo et à mettre au point une méthodologie d’analyse physico-chimique permettant la caractérisation des exsudats d’arbres d’origine botanique certifiée.La méthodologie d’inventaire adoptée nous a permis de recenser 135 plantes à exsudats appartenant à 87 genres. Il en ressort de cette étude que les exsudats des plantes inventoriées ont multiples usages (glu, insectifuge, allume-feu, antidouleur, etc.).La stratégie mise en place pour leur caractérisation fait appel à plusieurs techniques analytiques (SPIR, SMIR, CPG-SM, GCxGC-MS) et de traitement d’échantillon (Hs-SPME, hydrodistillation, extraction au Soxhlet, silylation, méthylation, pyrolyse). Dans le cadre de ce travail deux exsudats ont été caractérisés. L’exsudat de D. edulis (G. Don) K.J. Lam qui est constitué de monoterpènes hydrocarbonés et de triterpènes, dont les majeurs sont : 3-épi-α et -β-amyrine. L’exsudat de G. demeusei (Harms) J. Léonard dont la fraction volatile est constituée essentiellement de sesquiterpènes et la fraction peu-volatile d’acides diterpéniques de type labdane (acide éperuique, cativique, copalique, ozique, etc.).Pour exploiter l’efficacité de séparation élevée de la GCxGC-MS, nous nous sommes confronté aux problèmes de la non-répétabilité des cartes chromatographiques obtenues en 2D. Nous avons alors mis en place une méthodologie permettant de vérifier l’épaisseur de film et l’homogénéité des dépôts de phases stationnaires afin de sélectionner des colonnes courtes identiques pour la GCxGC. Cependant, les résultats préliminaires ont montré que même avec des colonnes de deuxième dimension identiques, on pouvait avoir des différences au niveau de carte 2D. / Plant exudates are natural complex substances. They are used by several populations in Africa and have many applications: in therapeutics, in galenic pharmacy, in perfumery, etc. In Congo, a great majority of these substances are not yet well known. This thesis work aimed to make an inventory of plant exudates from Congo and to develop a methodology for performing physico-chemical analysis which may enable characterization of exudates from botanical certified trees.Through the methodology that we developed, 135 plant exudates belonging 87 genera were registered. It was observed in this study that these exudates are used for many purposes (glue, insect repellent, making fire, anti-pain, etc).The strategy implemented for characterizing the exudates included several analytical (SNIR, SMIR, GC-MS, GCxGC-MS) and sample processing (Hs-SPME, hydrodistillation, extraction using the Soxhlet, silylation, methylation pyrolyse) techniques. With regard to this work, two exudates were characterized. The exudates from D. edulis (G. Don) K.J. Lam which contained monoterpene hydrocarbons and triterpenes, with the major constituents being: 3-epi-α and -β-amyrine. The exudates from G. Demeusei (Harms) J. Léonard was found to have the sesquiterpenes as major constituents of the volatile fraction and the labdane-type diterpenes (eperuique acide, cativique acid, copalique acid, ozique acid, etc) as major constituents of the poor-volatile fraction.To explore the efficacy of elevated separation of the GCxGC-MS, we faced some problems related to the non-repeatability of chromatographic cards obtained in 2D. Therefore, we put in place a methodology which enables us to verify the film thickness and homogeneity of layers of stationary phases in order to select identical short columns for GCxGC. However, the preliminary results have shown that even using second identical dimension columns, we could observed differences in 2D cards

Innate immune and inflammatory responses contribute to myocardial and cerebral ischemia/reperfusion (I/R) injury. Toll-like receptors (TLRs) play a critical role in the induction of innate immune and inflammatory responses via activation of nuclear factor kappa B (NF-κB). We have shown that activation of NF-κB contributes to myocardial and cerebral I/R injury. Indeed, inhibition of TLR4-mediated NF-κB activation significantly decreased myocardial and cerebral I/R injury via activation of PI3K/Akt signaling. PI3K/Akt signaling is an important pathway in regulating cellular survival and inflammatory responses. Therefore, an important question is how to differentially modulate PI3K/Akt signaling and TLR/NF-κB-mediated signaling pathway during I/R injury? We demonstrated that pretreatment of mice with Pam3CSK4, a specific TLR2 ligand, significantly decreased cerebral I/R injury and improved neuronal functional recovery. Importantly, therapeutic administration of Pam3CSK4 also markedly decreased cerebral I/R injury. The mechanisms involved suppression of NF-κB binding activity and activation of PI3K/Akt signaling. We also demonstrated that CpG-ODN, a specific TLR9 ligand, induced protection against cerebral I/R injury via activation of PI3K/Akt signaling. Our findings were consistent with our previous reports showing that administration of Pam3CSK4 or CpG-ODN protected against myocardial I/R injury via a PI3K/Akt-dependent mechanism. In addition, we demonstrated for the first time that TLR3 located in endosomes played a deleterious role in myocardial I/R injury via activation of NF-κB. To investigate how to activate PI3K/Akt signaling during I/R injury, we examined the role of microRNA (miRs) in regulating PI3K/Akt signaling during myocardial ischemic injury. We discovered that Pam3CSK4 or CpG-ODN treatment significantly increased the expression of miR-130a in the myocardium, while myocardial infarction markedly decreased the levels of miR-130a in the myocardium. The data indicated that miR-130a served a protective role in myocardial ischemic injury. Indeed, we demonstrated for the first time that increased expression of miR-130a significantly attenuated cardiac dysfunction and promoted angiogenesis after myocardial infarction. The mechanisms involved activation of PI3K/Akt signaling via targeting PTEN expression by microRNA-130a. This dissertation discovers novel mechanisms of cerebral and myocardial ischemic injury and provides solid basis for developing new approaches for the treatment and management of stroke and heart attack patients.

Le genre Eryngium L. (Apiaceae, Saniculoideae) comprend plus de 250 espèces utilisées en médecine traditionnelle à travers le monde. En Tunisie il existe seulement huit espèces : E. barrelieri Boiss., E. campestre L., E. dichotomum Desf., E. glomeratum Lamk., E. ilicifolium Lamk., E. maritimum L., E. tricuspidatum L. et E. triquetrum Vahl. ; ces espèces sont en majorité peu étudiées du point de vue phytochimique. La présente étude a été effectuée sur la totalité des Eryngium qui poussent en Tunisie dans le but d’évaluer leurs activités biologiques, essentiellement antimicrobienne contre des microorganismes multirésistants et producteurs de béta-lactamases à spectres étendus (BLSE), mais aussi phototoxique et cytotoxique ainsi que la variabilité chimique par analyse par GC-FID et GC-MS des extraits les plus actifs.Toutes les espèces étudiées étaient dotées d’un pouvoir antimicrobien (1,25 à 0,07 mg/mL) et cytotoxique (24,4 à 0,32 µg/mL) considérable. Le criblage de l’activité phototoxique a permis de mettre en évidence la richesse de ces plantes en composés photoréactifs antimicrobiens potentiellement intéressants pour leur efficacité d’action et l’élargissement du spectre d’activité antimicrobienne.L’analyse des extraits actifs apolaires a permis d’étudier la variabilité chimique entre les différentes espèces et la mise en évidence de la présence majoritaire de composés antimicrobiens notamment des sesquiterpènes oxygénés tels que le spathulénol, le lédol, l’α-bisabolol et le cubénol, et des sesquiterpènes hydrocarbonés comme le β-bisabolène et le copaène ; et cytotoxiques tel que le falcarinol.Une étude phytochimique approfondie a été réalisée sur les racines d’E. triquetrum afin d’extraire, isoler par des essais bio-guidés et identifier les composés actifs. Le fractionnement a été optimisé par des chromatographies sur colonnes, CPC et CLHP. Parmi les composés identifiés deux polyacétylènes, le panaxydiol et le falcarinol, ont montré un fort pouvoir antimicrobien et une spécificité d’action notamment contre les souches de Pseudomonas aeruginosa BLSE et multirésistantes, avec des CMI allant jusqu’à 0,25 ng/mL et une activité en majorité bactéricide. / The genus Eryngium L., (Apiaceae, Saniculoideae) comprises more than 250 flowering plant species, which are commonly used as medicinal plants in different countries. Only eight species are growing in Tunisia: E. barrelieri Boiss., E. campestre L., E. dichotomum Desf., E. glomeratum Lamk., E. ilicifolium Lamk., E. maritimum L., E. tricuspidatum L. et E. triquetrum Vahl. These species are used in traditional medicine and there are relatively few papers on the phytochemical investigations of most of them. This study was performed on all Eryngium species growing in Tunisia in order to evaluate their chemical variability using GC-FID and GC-MS analyses and their biological activities, mainly antimicrobial against multiresistant microorganisms and extended spectrum beta-lactamase producing bacteria (ESBL), and also phototoxic and cytotoxic effects.All investigated species showed considerable antimicrobial effect with MIC value ranging between 1,25 and 0,07 mg/mL and important cytotoxic activity against J774 tumoral cells with IC50 from 24,4 to 0,32 µg/mL. Phototoxic investigation demonstrated a significant photoactive inhibitory effects against tested pathogenic microorganisms.GC–MS analysis of the most active crude extracts (petroleum ether extracts) revealed their high content of antimicrobial agents particularly oxygenated sesquiterpenes such as spathulenol, ledol, α-bisabolol and cubenol, and hydrocarbon sesquiterpenes such as β-bisabolene and copaene; and cytotoxic components such as falcarinol.The chemical investigation and bio-guided isolation of active compounds of the selected crude extract of E. triquetrum roots were performed using column chromatography, centrifugal partition chromatography (CPC) and preparative high-performance liquid chromatography (HPLC). among purified components, two bioactive polyacetylenes, panaxydiol and falcarinol, showed a great antimicrobial activity mainly against multiresistant and ESBL producing Pseudomonas aeruginosa with MIC value up to 0,25 ng/ml and a mostly bactericidal effect.

Cette thèse traite de la biodégradation par les bactéries d'une catégorie de polluants appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques ou HAP. La bactérie Mycobacterium sp. 6PY1 a été isolée d'un sol pollué pour sa capacité à utiliser un HAP à 4 cycles, le pyrène, comme seule source de carbone et d'énergie. Pour comprendre comment le pyrène est métabolisé, l'identification des enzymes impliquées a été entreprise par une approche protéomique. Cette approche a notamment mis en évidence dans la souche 6PY1 deux arène dioxygénases, enzymes susceptibles de catalyser l'attaque initiale du pyrène. L'objectif de cette étude consistait à cloner les gènes de structure des arène dioxygénases identifiées chez Mycobacterium 6PY1, à surexprimer ces gènes en système hétérologue pour faciliter la purification des enzymes correspondantes, et à déterminer les propriétés biochimiques et catalytiques de ces enzymes. Les gènes pdoA1B1 codant la composante terminale d'une dioxygénase ont été clonés et surexprimés chez E. coli. Les propriétés catalytiques de cette enzyme, appelée Pdo1, ont été déterminées in vivo en dosant les produits d'oxydation de HAP composés de 2 à 4 cycles par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG/SM). L'analyse de la sélectivité de l'enzyme, déterminée de cette façon montre que Pdo1 oxyde préférentiellement des HAP à 3 ou 4 cycles, comme le phénanthrène et le pyrène, mais n'attaque pas les di-aromatiques comme le naphtalène et le biphényle. La protéine Pdo1 s'est révélée instable et n'a été purifiée que sous forme inactive. Les gènes de structure d'une seconde composante dioxygénase ont été repérés dans un locus comportant deux autres gènes cataboliques. Les gènes pdoA2B2 codent pour une enzyme, appelée Pdo2, montrant une spécificité étroite vis-à-vis des HAP à 2 ou 3 cycles aromatiques et une nette préférence pour le phénanthrène. La protéine Pdo2 purifiée est un hexamère de type α3β3, possédant des centres [2Fe-2S] de type Rieske qui lui confèrent un spectre d'absorbance caractéristique. Des gènes susceptibles de coder pour une troisième dioxygénase ont été découverts dans le génome de Mycobacterium sp. 6PY1. Ces gènes sont très proches en séquence de ceux codant pour Pdo1, suggérant que la bactérie synthétise deux iso-enzymes capables d'oxyder le pyrène. Le fonctionnement des arène dioxygénases requiert deux protéines transporteurs d'électrons de type ferrédoxine et réductase. Celles qui sont associées aux enzymes Pdo1 et Pdo2 n'ont pas été identifiées. Cependant, l'activité des deux dioxygénases de la souche 6PY1 a été stimulée in vivo en co-exprimant dans E. coli des gènes accessoires recrutés d'autres bactéries. Enfin, des expériences d'immunodétection à l'aide d'anticorps spécifiques ont montré que les enzymes Pdo1 et Pdo2 sont co-induites en présence de HAP mais ne sont pas régulées de la même manière en fonction des conditions de croissance.

Ce travail de thèse traite de deux problèmes liés aux méthodes de reconstruction d'arbres phylogénétiques. Dans une première partie, nous fournissons des estimateurs consistants ainsi que des intervalles de confiance asymptotiques mathématiquement rigoureux pour le temps d'évolution de séquences d'ADN dans des modèles de substitutions plus réalistes que les modèles usuels, prenant en compte les effets de la méthylation des dinucléotides CpG dans le génome des mammifères. Dans une seconde partie, nous étendons un résultat récent de Steel et Matsen en prouvant qu'un des travers bien connu des méthodes Bayésiennes en phylogénie, appelé "star tree paradox", a en fait lieu dans un cadre plus large que celui de Steel et Matsen.

ABSTRACT Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most prevalent cancers in Taiwan. The development of hepatocellular carcinoma is a multi-step process associated with alterations in genes expression such as activation of oncogenes and inactivation of tumor suppressor genes. Mutation/deletion of tumor suppressor gene p53 occurs in 40-50% HCC. Moreover, patients with p53 inactivation have significantly shorter survival after surgery. Inactivation of p53 leads to chromosome instability and may alter expression of its downstream target genes including 14-3-3s for cell cycle arrest or PUMA for apoptosis induction. In this thesis study, we employed five human hepatoma cell lines and ten surgical HCC samples containing paired normal and tumor tissues to investigate 14-3-3s and PUMA expression during liver carcinogenesis. Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR) revealed that 14-3-3s mRNA expression was detected in well and poorly differentiated hepatoma cells except Mahlavu cells. Western blot analysis further validated such finding that 14-3-3s protein is not detectable in Mahlavu cell. In human surgical HCC tissues, qRT-PCR showed that 14-3-3s mRNA was elevated in 90% of HCC tissues. Western blot analysis indicated that 14-3-3s protein level was increased in 60% of HCC tissues. Finally, immunohistochemical analysis revealed that 14-3-3s was up-regulated in 50% of HCC tissues comparing with their adjacent non-tumor tissues. Together, these results indicated that 14-3-3s expression was up-regulated in HCC. qRT-PCR and western blot analysis indicated that PUMA mRNA and protein levels were decreased in human and rat hepatoma cells. In human surgical HCC tissues, qRT-PCR showed that PUMA mRNA was reduced in 60% of HCC tissues. Western blot analysis indicated that PUMA protein level was decreased in 100 of HCC tissues. Finally, immunohistochemical analysis revealed that PUMA was down-regulated in 70% of HCC tissues comparing with their adjacent non-tumor tissues. Together, these results indicated that PUMA expression was down-regulated in HCC. In the future, large-scale analysis using more HCC samples will be required to delineate the correlation of 14-3-3s/PUMA expression with clinical parameters of HCC.

Cette thèse a porté, d'une part, sur l'analyse des sur- et sous-représentations en dinucléotides au sein de différents génomes complets, en recherchant les liens éventuels avec des mécanismes connus de dommages causés à l'ADN qui soient liés à des sites avoisinants — particulièrement les voisins directs en 5' et 3'. L'étude de l'effet des UVs sur les génomes de micro-organismes, et sur l'effet de la méthylation sur les génomes de métazoaires en a été un des grands axes. D'autre part, les résultats récents de Bérard et al. sur des modèles d'évolution incorporant des dépendances entre bases adjacentes (pyrimidine suivie de purine) ont permis de développer une approche probabiliste d'estimation des substitutions liées au mécanisme de méthylation-désamination spontanée des dinucléotides CG.

Les mécanismes neuronaux contrôlant la respiration sont présentement explorés à l’aide de plusieurs modèles animaux incluant le rat et la grenouille. Nous avons utilisé la lamproie comme modèle animal nous permettant de caractériser les réseaux de neurones du tronc cérébral qui génèrent et modulent le rythme respiratoire. Nous avons d’abord caractérisé une nouvelle population de neurones, dans le groupe respiratoire paratrigéminal (pTRG), une région du tronc cérébral essentielle à la genèse du rythme respiratoire chez la lamproie. Les neurones de cette région sont actifs en phase avec le rythme respiratoire. Nous avons montré que ces neurones possèdent une arborisation axonale complexe, incluant des projections bilatérales vers les groupes de motoneurones du tronc cérébral qui activent les branchies ainsi que des connexions reliant les pTRG de chaque côté du tronc cérébral. Ces résultats montrent que le pTRG contient un groupe de cellules qui active les motoneurones respiratoires des deux côtés et qui pourrait être impliqué dans la synchronisation bilatérale du rythme respiratoire. Nous avons ensuite étudié les mécanismes neuronaux par lesquels le rythme respiratoire est augmenté en lien avec l’effort physique. Nous avons montré que la région locomotrice du mésencéphale (MLR), en plus de son rôle dans la locomotion, active les centres respiratoires pendant la nage, et même en anticipation. Les neurones de la MLR projetant vers les centres locomoteurs et respiratoires sont ségrégés anatomiquement, les neurones localisés plus dorsalement étant ceux qui possèdent des projections vers les centres respiratoires. Nous avons aboli la contribution de la partie dorsale de la MLR aux changements respiratoires en injectant des bloqueurs des récepteurs glutamatergiques localement, sur des préparations semi-intactes. Nous avons montré que lors d’épisodes de nage, une majeure partie de l’effet respiratoire est abolie par ces injections, suggérant un rôle prépondérant des neurones de cette région dans l’augmentation respiratoire pendant la locomotion. Nos résultats confirment que le rythme respiratoire est généré par une région rostrolatérale du pons de la lamproie et montrent que des connexions des centres locomoteurs arrivent directement à cette région et pourraient être impliquées dans l’augmentation respiratoire reliée à l’effort physique. / The neural control of breathing is currently investigated on multiple animal models such as frogs and rats. We have used the lamprey as an experimental model to characterize the brainstem neural networks involved in the genesis and modulation of the respiratory rhythm. We have first characterized a new population of respiratory neurons in the paratrigeminal respiratory group (pTRG). The pTRG is a region that was shown to be essential to respiratory rhythmogenesis in lampreys. We have shown that the pTRG contains a group of neurons with complex axonal arborisations, including bilateral projections to the motoneuron pools of the brainstem that activate gills, as well as bilateral projections connecting the pTRGs on the two sides of the brainstem. These results suggest that pTRG neurons could participate in the descending control of respiratory motoneurons as well as the bilateral synchrony of the respiratory rhythm. We have then studied the neural mechanisms by which respiration is increased during locomotion. We have shown that the mesencephalic locomotor region (MLR), in addition to its role in controlling locomotion, also increases breathing during locomotion. Neurons in the MLR are anatomically segregated, those projecting to the respiratory centers being located more dorsally. We have abolished the contribution of the dorsal part of the MLR to respiratory changes by injecting glutamate receptor blockers locally in semi-intact preparations. We have shown that during swimming episodes, a major part of the respiratory effect is dependent on the dorsal part of the MLR. Our results confirm that the respiratory rhythm is generated by a rostrolateral region in the pons of lampreys and show that connections from locomotor centers can directly activate this region. These connections could be implicated in the increase of breathing activity related to locomotion.