Clostridium difficile est une bactérie entéropathogène responsable de diarrhées nosocomiales post-antibiotiques et de colites pseudomembraneuses. Ces dernières années, l'incidence et la gravité des infections à C. difficile ont significativement augmenté en Amérique et en Europe. Cette évolution semble être liée à l'émergence puis à la dissémination très rapide d'un clone particulièrement virulent de PCR-ribotype 027. Les facteurs de virulence majeurs de C. difficile sont les toxines TcdA et TcdB qui sont responsables des lésions intestinales. Cependant, l'étape de colonisation de l'intestin par la bactérie est considérée comme un pré-requis à l'infection. Afin de mieux comprendre les mécanismes d'hypervirulence de la souche 027, nous nous sommes focalisés sur l'étude du processus de colonisation intestinal de cette souche en le comparant à celui de la souche non épidémique 630∆erm. Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle de la protéine de liaison à la fibronectine FbpA. La caractérisation in vitro et in vivo d'un mutant d'inactivation de fbpA, nous a permis de montrer l'implication de cette protéine dans le processus de colonisation de la souche non épidémique 630∆erm. La difficulté à obtenir un mutant dans la souche épidémique 027 R20291 ne nous a pas permis de comparer les propriétés adhésives de FbpA entre les deux souches. Dans un deuxième temps, nous avons étudié les caractéristiques des protéines flagellaires FliC, FliD, FlgE et MotB. Nous avons montré que les flagelles agissent en tant qu'adhésines chez la souche 027 et que ce rôle est moins important chez la souche 630∆erm. Nous avons également montré que les flagelles sont impliqués dans des processus cellulaires autres que l'adhésion et la colonisation. Selon une étude transcriptomique d'un mutant ∆FliC de la souche 027 R20291, il s'est avéré que la flagelline est aussi impliquée dans la production de toxines, la sporulation et dans l'adaptation de la bactérie aux conditions de stress. Une étude complémentaire serait nécessaire afin de mieux comprendre le système de régulation qui régi ces différents processus cellulaires.Finalement, nous avons effectué une analyse transcriptomique de la cinétique de colonisation in vivo de la souche 027. L'étude a révélé l'expression précoce des gènes de toxines et de sporulation au cours du processus d'infection. Elle nous a également permis d'identifier des gènes spécifiques à la souche 027 qui sont exprimés lors du processus infectieux. Ces gènes pourraient éventuellement être impliqués dans la virulence de C. difficile 027 et pourraient constituer de nouvelles pistes d'étude.

Les propriétés de surface des biomatériaux conditionnent l'adsorption des protéines présentes dans l'environnement physiologique. La nature de la couche protéique adsorbée influence la morphologie et les orientations fonctionnelles des cellules adhérentes. Cette thèse a pour objet de combiner une approche biologique et physico-chimique pour caractériser un support cellulosique (CEL) original pour culture cellulaire et mieux comprendre les interactions protéine-surface et cellule-surface. L'objectif de ce projet pluridisciplinaire est de corréler les propriétés de surface avec les activations biologiques. Trois lignées cellulaires adhérentes murines ont été utilisées (les fibroblastes Swiss 3T3, les pré-ostéoblastes MC-3T3 et des cellules de mélanome B16F10). L'utilisation des mesures d'angles de contact en milieu liquide et de l'AFM a permis la caractérisation physico-chimique du substrat avant et après adsorption de fibronectine.<br /> <br /> Les principaux résultats obtenus pour CEL sont:<br /> o L'agrégation cellulaire<br /> o L'inhibition de la prolifération cellulaire accompagnée d'un arrêt en phase G1 du cycle cellulaire<br /> o L'induction de l'apoptose<br /> o Le revêtement est très hydrophile et la fibronectine s'adsorbe peu et dans une conformation inadaptée pour l'adhésion cellulaire (mauvaise accessibilité RGD)<br /> o L'affinité instantanée négligeable de la Fn pour le revêtement cellulosique.<br /> <br /> Cette étude montre que CEL est un biomatériau anti-adhésif donnant des résultats démonstratifs et reproductibles. En outre, cette étude souligne la nécessité d'associer plusieurs approches (ELISA, angles de contact en milieu liquide, spectroscopie de force) pour caractériser les interactions protéine-surface en conditions physiologiques, sur les biomatériaux.

Lors d'une lésion vasculaire, les plaquettes adhèrent, s’activent et agrègent pour former un clou hémostatique qui stoppe le saignement. Dans un contexte pathologique, l’agrégation plaquettaire mène à la formation d’un thrombus qui peut obstruer une artère malade et entrainer des pathologies ischémiques graves. Les agents antiplaquettaires actuels, qui ciblent l’activation et l’agrégation des plaquettes, ont une efficacité reconnue, mais ont pour limites, la récurrence d'événements ischémiques et le risque hémorragique. L’objectif central de ma thèse a été d’explorer l’importance des étapes initiales d’adhérence des plaquettes aux protéines sous-endothéliales et du rôle du flux sanguin dans l’agrégation des plaquettes. J’ai pu montrer qu’un anticorps dirigé contre la GPIbβ, RAM.1, réduit la signalisation du complexe GPIb-V-IX et la formation de thrombi sans affecter l'hémostase. J’ai également mis en évidence que la fibronectine cellulaire fibrillaire est une surface thrombogène qui assure l’adhérence, l'activation, l'agrégation et l'activité pro-coagulante des plaquettes. Enfin, mes travaux indiquent que la pulsatilité du flux sanguin possède un rôle inverse sur la croissance des thrombi en conditions physiologique et pathologique. En conclusion, ce travail met en lumière l’importance des étapes initiales d’adhérence des plaquettes et de la pulsatilité du flux sanguin dans l’agrégation plaquettaire. / Following vascular injury, blood platelets adhere, become activated and aggregate to form a hemostatic plug which stops the bleeding. In a pathological context, platelet aggregation can also lead to the formation of an occlusive thrombus, responsible for lifethreatening ischemic events. Current antiplatelet drugs targeting platelet activation and aggregation, have a recognized efficacy, but also present some limitations including the recurrence of ischemic events and the risk of bleeding. The aim of my thesis was to explore the importance of the initial step of platelet adhesion to subendothelial proteins and the role of pulsatile blood flow in platelet aggregation. I provided evidence that RAM.1 an antibody directed against GPIbβ, reduces GPIb signaling and thrombus formation without affecting hemostasis. My work also showed that fibrillar cellular fibronectin is a thrombogenic surface which supports efficient adhesion, activation, aggregation and procoagulant activity of platelets. Finally, I observed that the pulsatility of the blood flow has an inverse role in the growth of thrombi in physiological and pathological settings. In conclusion, this work highlights the importance of initial stages of platelet adhesion and of the blood flow pulsatility in platelet aggregation.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Le cancer du rein compte parmi les 10 types de cancers les plus fréquents chez l’Homme. Il n’existe aujourd’hui aucun marqueur biomoléculaire dans ce type de cancer, et dans le cas d’un cancer métastatique, l’arsenal thérapeutique aujourd’hui disponible manque d’efficacité. Les différents processus mis en jeu lors de la progression tumorale sont encore mal connus. La connaissance de ces processus pourrait permettre de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques, ainsi que des marqueurs biomoléculaires pronostiques ou diagnostiques de la maladie. Dans un premier projet, et afin de mieux comprendre les mécanismes de la progression tumorale et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles et de nouveaux marqueurs biomoléculaires dans le cancer du rein, un nouveau modèle innovant a été généré à partir d’une lignée tumorale de RCC murine. Ce modèle de réimplantations successives de cellules tumorales issues de tumeur primaire ou de métastases a permis de générer différentes lignées cellulaires montrant une agressivité accrue au cours des passages. En utilisant une stratégie de biologie des systèmes, ce modèle pourra permettre de mettre en évidence des cibles d’études prometteuses qui pourraient être de nouvelles cibles thérapeutiques ou de nouveaux marqueurs biomoléculaires dans le RCC. L’interleukine-34 est l’exemple d’une cible d’étude d’ores et déjà été sélectionnée, mettant en évidence la puissance du modèle généré. Dans un second projet, les rôles de certains membres de la matrice extracellulaire tumorale ont été évalués en utilisant cette même lignée de RCC murine (collagène de type I, fibronectine, matrigel). Cette étude a permis de mettre en évidence le potentiel pro-invasif et pro-métastatique du dépôt de collagène de type I dans les tumeurs. Des récepteurs activés par le collagène sont proposés comme potentiellement impliqués dans les effets induits par le collagène de type I dans le modèle. Ces deux projets permettent et permettront de mieux comprendre certains mécanismes de la progression tumorale, ainsi que de mettre en évidence des marqueurs biomoléculaires et de nouvelles cibles thérapeutiques. / Kidney cancer is one of the 10 commonest human cancers. To date, no biomolecular markers are available in this type of cancer, and in the case of metastatic cancer, the therapeutic arsenal is still inefficient. The different processes involved in cancer progression are still poorly understood. Understanding those processes could highlight new therapeutic targets, and new prognostic or diagnostic biomolecular markers of this disease. For a first project, a new innovative model has been generated from a murine RCC cell line as a tool to understand cancer progression mechanisms and to identify new therapeutic target and new biomolecular markers in kidney cancer. This model of sequential reimplantation of cancer cells isolated from primary tumours or metastases allowed us to generate different cell lines showing increased aggressiveness after passages. Using a systems biology strategy, this model will allow us to identify new potential therapeutic targets and new biomolecular markers in RCC. Interleukin-34 is an example of an already selected target, showing the power of the model generated. For a second project, the role of some members of extracellular matrix (collagen type I, fibronectin, matrigel).was studied using this same murine RCC cell line. This study demonstrated the potential pro-invasive and pro-metastatic roles of collagen type I deposition in tumors. Collagen-activated receptors are proposed as mediators of the effect induced by collagen type I in this model. Those two projects have and will continue to contribute to a better understanding of cancer progression mechanisms, and will bring out new biomolecular markers and new therapeutic targets.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'élaboration de couches minces des biomatériaux biomimétiques nanostructurées par des techniques lasers pulsés et leur évaluation de point de vue physico-chimique et biologique (biocompatibilité, prolifération et différentiation cellulaires avec des biomatériaux). Le but vise à développer une nouvelle méthode de recouvrement d'implants osseux par des techniques laser pulsé avancées (PLD - Pulsed Laser Deposition et MAPLE - Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation). Ces techniques sont utilisées pour la synthèse d'un système biphasique composé de nanoparticules d'hydroxyapatite (HA) associées à des protéines d'adhérence type fibronectine (FN) et vitronectine (VN) déposées sur un substrat type titane. Le support métallique permettra de maintenir la rigidité mécanique, l'hydroxyapatite favorisera la bio-intégration dans le tissu osseux et les protéines accélèreront l'adhérence cellulaire. L'objectif principal est d'accélérer l'adhérence des cellules et formation des tissus sur les implants. Les études de prolifération et différentiation cellulaire suggèrent une prédisposition des cellules à la prolifération induite par les revêtements VN et à la différentiation stimulée par les revêtements FN. Les effets significatifs sur l'attachement, l'adhésion et la prolifération observés dans nos études sont très importants pour la première phase de stabilité mécanique d'un implant. Les couches HA/protéines déposées par laser pourraient permettre de réduire cette phase.