Les systèmes à libération prolongée de principe actif constituent un enjeu thérapeutique dans le domaine pharmaceutique et vétérinaire. Ces systèmes présentent différents avantages comme une réduction de la fréquence d’administration permettant une meilleure observance du traitement ainsi qu’un apport optimisé de la dose thérapeutique. Des systèmes à base de principe actif hydrophobe, de polymère et de composé hydrosoluble, ont été élaborés selon différents procédés et ont été caractérisés. Les relations structure/fonctionnalité des différents systèmes ont été mises en évidences grâce à différentes techniques comme la spectroscopie Raman. Les structures, les mécanismes et le temps de libération de l’actif diffèrent selon la nature du polymère, la formulation et la technique de mise en forme. Ce travail fournit des éléments de compréhension et des outils méthodologiques utiles pour le développement de nouvelles formes galéniques à base de polymères biocompatibles, modulables en termes de taille, de temps de libération et de cible thérapeutique. / Controlled release systems are a therapeutic challenge in the pharmaceutical and veterinary. These systems give advantages such as reduced frequency of administration for better observance and an optimized intake of the therapeutic dose. Systems based on hydrophobic active ingredient, polymer and water soluble compound, have been developed by various methods and have been characterized. The structure / functionality have been put into evidence through various techniques such as Raman spectroscopy. The structures, mechanisms and the release time depending on the type of polymer, formulation and shaping technique. This work provides elements of understanding and useful methodological tools for the development of new formulations based on polymeric matrix system, flexible in terms of size, time of liberation and therapeutic target.

Les biopiles enzymatiques miniatures représentent un potentiel important pour la future génération de dispositifs médicaux implantables, utilisés pour le diagnostic, le pronostic et le traitement. Ces derniers fonctionnent actuellement avec des sources d'énergie externes. Ces biopiles utilisant les molécules présentes dans les fluides biologiques sont des dispositifs médicaux prometteurs. Le glucose, qui est abondamment disponible dans le corps, est à l’étude comme biocarburant permettant de produire de l’énergie. Les enzymes utilisées pour produire l'énergie à partir des produits biochimiques sont immobilisées sur des électrodes en or par des médiateurs redox. Cependant, la faible puissance actuellement disponible et la sensibilité des enzymes à l'environnement limitent leur application in vivo. Malgré des recherches intensives, de nombreux problèmes restent à résoudre, notamment l'amélioration de la puissance, de la stabilité et de la biocompatibilité des biopiles.La réaction à corps étranger et l'isolement du dispositif médical par la formation d'une capsule fibreuse peuvent d'une part dénaturer les enzymes et, d'autre part, entraver la diffusion des analytes et de l'oxygène. Le travail décrit dans cette thèse vise à protéger les biopiles fonctionnant à base de glucose. Afin de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, les hydrogels, actuellement développés pour diverses applications telles que l'administration de médicaments, l'ingénierie tissulaire et les dispositifs médicaux, offrent des propriétés prometteuses en tant que matériaux de revêtement.La première partie de la thèse est centrée sur l'évaluation de différents hydrogels injectables de faible poids moléculaire, en analysant à la fois la gélification in vitro et in vivo, la cinétique de dégradation, la réaction à corps étranger et l'angiogenèse. Les hydrogels présentent une dégradation lente et une intégration tissulaire optimale. Une angiogenèse accrue a été observée en raison de la libération d'une molécule pro-angiogénique pendant la dégradation de l'hydrogel.Dans la seconde partie de la thèse, l'un des hydrogels étudiés a été utilisé pour recouvrir l'électrode en or : le choix de l'enzyme a été basé sur des études de stabilité in vitro. En parallèle, le processus de revêtement a été optimisé, à la fois pour son uniformité et son épaisseur. Même si un revêtement plus épais présente l’avantage de protéger l’électrode contre la réaction à corps étranger, il est nécessaire de limiter l’épaisseur afin de maintenir une diffusion efficace des analytes et de l’oxygène.Les expériences en cours décrites dans la dernière partie de la thèse sont axées sur l'optimisation de l'implantation chez le rat et la mesure de l'activité des biopiles. De plus, les électrodes ont été connectées à une antenne pour établir une communication sans fil ; en effet, cela permettrait une mesure non invasive de l'activité enzymatique.En conclusion, ces travaux ont permis d'identifier un hydrogel pouvant être utilisé pour revêtir les électrodes de biopiles. Le sous-produit libéré lors de la biodégradation favorise l'angiogenèse au voisinage du matériau. Grâce à ce revêtement, on peut donc s'attendre à un échange accru d'analytes et d'oxygène, préalable indispensable à l'activité enzymatique. / Miniature enzymatic biofuel cells hold great potential to power the future generation of implantable medical devices, which are currently working on external power sources used for diagnosis, prognosis and treatment. Enzymatic biofuel cells appear to be promising in harvesting the energy from biochemicals present in physiological body fluids. Glucose, which is abundantly available in the body, is being explored as a biofuel to harvest energy. The enzymes employed to harvest the energy from the biochemicals are electrically wired on gold electrodes by redox mediators. However, the limitation of insufficient power, and the sensitivity of the enzymes towards host environment restrict their in vivo application. Despite several attempts, numerous challenges remain to be addressed such as improved current density, increased stability, and biocompatibility of enzymatic biofuel cells.Foreign body reaction and isolation of the medical device by formation of a fibrous capsule may firstly denature the enzymes, and secondly hinder the diffusion of analytes and oxygen. The work described in this thesis aims at protecting glucose based biofuel cells. As a strategy for combatting the bottlenecks mentioned above, hydrogels, currently developed for various applications such as drug delivery, tissue engineering, and medical device, offer promising properties as coating materials.The first part of the thesis is focused on evaluating different low molecular weight injectable hydrogels by analysing both in vitro and in vivo gel formation, degradation kinetics, foreign body reaction and angiogenesis. The hydrogels exhibit slow degradation, and optimal tissue integration. Enhanced angiogenesis was observed due to a pro-angiogenic molecule released during hydrogel degradation.In the second part of the thesis, one of the studied hydrogels was used to coat the gold electrode functionalised with enzyme: the selection of the enzyme was based on in vitro stability studies. In parallel, the process of coating was optimised, both for uniformity and thickness. Although a thicker coating should protect the electrode against foreign body reaction, it was necessary to limit the thickness in order to maintain an efficient analyte and oxygen diffusion.Ongoing experiments described in the last part of the thesis are focused on the optimisation of implantation in rat and measurement of the biofuel cell activity. In addition, the electrodes were connected to an antenna for wireless communication; indeed, such a device would allow for a non-invasive measurement of enzyme activity.To conclude, this work allowed for the identification of a hydrogel that can be used to coat the electrodes of biofuel cells. The byproduct released during the biodegradation favours angiogenesis in the vicinity of the material. Thanks to this coating, we can therefore expect an enhanced exchange of analytes and oxygen, which is a prerequisite for enzyme activity.

Part importante de l'armement préhistorique pour les périodes récentes (quantitativement et qualitativement), l'archerie représente un objet d'étude riche en développements problématiques. A l'aube de l'introduction progressive de la métallurgie dans les usages techniques, il est intéressant de saisir le ou les processus de transferts mis en œuvre. Transition chronologique (Néolithique/Age du bronze), transition matérielle (types de pièces produites et types de matériaux employés) et transition comportementale sont ainsi envisagées pour parvenir à préciser le statut de cet armement dans les sociétés concernées. En nous basant sur la caractérisation de la panoplie de l'archer, sur l'identification des contextes de fabrication, sur la reconnaissance des champs fonctionnels (utilisations et usagers) et sur l'analyse archéo-balistique des vestiges de traumatismes par flèches dans le cadre de violences interhumaines, il en résulte un ensemble exhaustif qui renouvelle sensiblement la perception de cet armement dans le temps et dans les usages.

Cette recherche est une exploration, par la pratique, de la notion d'ordre dans le rapport à l'objet. Comment organisons-nous la perception de quelque chose pour le comprendre? Le statut des objets change en fonction de leur contexte mais aussi du regard que l'on porte sur eux. Mais comme leur sens premier leur reste toujours plus ou moins attaché ils en prirent une certaine ambiguïté, non seulement quant à leur identité mais aussi quant à leur statut. Où les classer? A quelle place, ordre mais aussi hiérarchie les ranger dans notre organisation du monde ? Cette recherche à la fois artistique et théorique, concerne les modalités du regard porté sur un objet banal dès lors que sa place dans la hiérarchisation sociale n'est plus assurée par sa fonctionnalité. / This research is an exploration, through practice, of the notion of order in its relation to the obiect. How do we organize the perception of something in order to understand it ?The status of objects changes depending on their context but also on the look that you cast on them. But as their primitive sense still remains more or Jess attached to them. they out of this fact some ambiguity. not only as to their identity but also as to their status. Where to file them? ln which place - order being also hierarchy - shall we store them in our organization of the world ?This research, both artistic and theoretical, is concerned with the terms of our outlook on everyday objects, as long as their place in the social hierarchy is not ensured by their functionality.

Une des caractéristiques du Virus de l’Immunodéficience Humaine de type 1 (VIH-1) est sa diversification génétique extensive, qui lui permet d’échapper au système immunitaire. Néanmoins, il est nécessaire que le taux de mutation requis pour à cette évolution rapide ne compromette pas la fonctionnalité de ses protéines. Les travaux présentés ici ont eu pour objectif l’étude des réseaux de coévolution qui composent les glycoprotéines d’enveloppe (Env) afin de comprendre les règles qui sous-tendent leur évolution. Il a été mis en évidence que les régions variables de ces protéines, grâce à leur flexibilité structurelle, peuvent aussi servir à faciliter l’incorporation de mutations touchant les régions plus constantes. De plus, un réseau de coévolution impliqué dans les changements de conformations nécessaires à l’activité de Env a été identifié, soutenant le fait que ces régions variables ont un rôle central dans ces changements. Ces études démontrent le rôle crucial joué par les régions variables en dévoilant un nouvel aspect de leur contribution à l’évolution du VIH-1. / The Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) is characterized by an extensive genetic diversification of its strains that allows the virus to escape the immune system. However, the mutation rate needed for this rapid evolution must not compromise the functionality of the viral proteins. The aim of the work presented here has been to study the coevolution networks that constitute the envelope glycoproteins (Env) in order to understand the rules driving their evolution. The results have highlighted that variable regions, thanks to their structural freedom, can facilitate the incorporation of mutations in more constant regions. Moreover, a coevolution network involved in the conformational changes required for the activity of Env has been identified, underlining the central role played by variable regions in these processes. Besides underscoring the crucial role played by variable regions in the functionality of Env, these studies unveil a new aspect of their contribution to HIV-1 evolution.

L’intégrase (IN) est l’une des enzymes virales assurant la réplication du VIH. La fonctionnalité des protéines qui, comme celles du VIH, ont une variabilité de séquence repose sur des résidus non conservés, en plus des acides aminés conservés entre souches, qui ont un rôle important notamment lorsqu'ils font partie de réseaux de coévolution. Ces réseaux peuvent contrecarrer l'effet délétère d'une mutation par l'introduction de mutations compensatoires ailleurs dans la protéine. Ce travail a mis en évidence, par une étude comparative de différentes souches du VIH, des réseaux de coévolution étendus dans l'IN. Un résultat majeur est l'identification d'un nouveau motif assurant de multiples rôles dans le cycle infectieux. Le motif diffère entre les groupes M et O du VIH, mais est strictement conservé au sein de ces deux groupes en dépit d'une certaine flexibilité génétique en culture de cellules. Ceci suggère que ces groupes ont suivi des chemins évolutifs convergents bien que distincts. / Integrase (IN) is one of the viral enzymes ensuring HIV replication. The functionality of proteins, which, like those from HIV, have sequence variability, relies on nonconserved residues, in addition to the conserved amino acids between strains, which have an important role especially when they are part of coevolution networks. These networks can counteract the deleterious effect of a mutation by introducing compensatory mutations elsewhere in the protein. This work has demonstrated, through a comparative study of different strains of HIV, extensive coevolution networks in IN. A major result is the identification of a new motif that provides multiple roles in the infectious cycle. The pattern differs between HIV groups M and O, but is strictly conserved within these two groups despite some genetic flexibility in cell culture. This suggests that these groups followed convergent, although distinct, evolution pathways.

Part importante de l’armement préhistorique pour les périodes récentes (quantitativement et qualitativement), l’archerie représente un objet d’étude riche en développements problématiques. A l’aube de l’introduction progressive de la métallurgie dans les usages techniques, il est intéressant de saisir le ou les processus de transferts mis en œuvre. Transition chronologique (Néolithique/Age du bronze), transition matérielle (types de pièces produites et types de matériaux employés) et transition comportementale sont ainsi envisagées pour parvenir à préciser le statut de cet armement dans les sociétés concernées. En nous basant sur la caractérisation de la panoplie de l’archer, sur l’identification des contextes de fabrication, sur la reconnaissance des champs fonctionnels (utilisations et usagers) et sur l’analyse archéo-balistique des vestiges de traumatismes par flèches dans le cadre de violences interhumaines, il en résulte un ensemble exhaustif qui renouvelle sensiblement la perception de cet armement dans le temps et dans les usages. / For recent prehistory, the archery represents one of the main components of weaponry and, for this reason, it is interesting to examine its impact on societies. At the dawn of the progressive introduction of the metal industry in the technical uses, understanding the process of transfer or implemented is of major interest. Transition time period (Neolithic / Bronze Age), material transition (types of parts produced and types of materials used) and behavioral transition are thus considered for specifying the weapons status in the concerned societies. Here based on the characterization of the archer display, the identification of manufacturing contexts, the recognition of functional fields (uses and users) and the analysis of archaeological remains of ballistic arrow trauma in interpersonal violence contexts, we propose a new recovery of this research field, improving significantly our knowledge and apprehension of these weapons in both time and uses.

Les supercondensateurs à base de carbones activés présentent une cyclabilité et une puissance très supérieures aux batteries. Ils pourraient être incorporés, à terme, dans des sources de puissance pulsée pour les véhicules automobiles, les transports publics et utilisés pour la qualité du courant délivré. Cependant, pour les supercondensateurs à électrolyte organique, le vieillissement limite très fortement les possibilités d'utilisation. L'objectif de cette thèse est de déterminer les causes du vieillissement et de trouver des moyens d'y remédier. Pour cela, nous avons sélectionné trois types de carbones activés conduisant à une évolution différente des performances électrochimiques au cours du temps. Les matériaux d'électrodes ont été caractérisés après une certaine durée de fonctionnement en milieu électrolyte Et4N+, BF4- 1M dans l'acétonitrile et comparés à leur état initial. Les analyses XPS et RMN ont montré que la fonctionnalité de surface du carbone activé conduit à une dégradation de l'électrolyte et constitue la cause majeure du vieillissement. Nous avons alors proposé un traitement spécifique du carbone permettant d'éliminer une part importante des groupes de surface et d'améliorer considérablement les performances des supercondensateurs au cours du fonctionnement. Cependant, ces traitements ne permettent pas d'éliminer totalement le vieillissement des supercondensateurs. Une revue exhaustive des brevets parus dans le domaine nous a permis de suggérer d'autres facteurs secondaires qui devraient être pris en considération lors de la fabrication des supercondensateurs.

L’épidémiologie et les facteurs de risque des gliomes diffus de bas grade (GDBG, ou gliomes diffus de grade II OMS) sont à ce jour mal connus. Ce travail de thèse s’est intéressé à décrire les caractéristiques épidémiologiques (taux d’incidence, données démographiques) et à rechercher, dans la littérature et par nos travaux, des arguments en faveur de facteurs de risque environnementaux, fonctionnels et moléculaires. Epidémiologie descriptive : l’analyse d’une série exhaustive de cas incidents de GDBG diagnostiqués entre 2006 et 2011, à l’échelle nationale, a permis de déterminer l’incidence des GDBG dans leur ensemble (incidence standardisée sur la population française : 0,775/105 personnes-années) et pour chacun de leurs sous-types histologiques définis par la classification 2007 de l’OMS. Facteurs de risque environnementaux : nous avons pu mettre en évidence des différences significatives dans la distribution géographique des gliomes diffus de grade II et III OMS en France métropolitaine, avec une incidence plus élevée dans le Nord-Est et le centre de la France. Cette hétérogénéité semble en faveur de facteurs de risque environnementaux, même s’il n’existe à ce jour aucun facteur de risque environnemental démontré dans les GDBG. Facteurs de risque biologiques : notre travail a permis de démontrer l’existence d’une dichotomie sur le plan moléculaire entre les GDBG de topographie frontale, plus fréquemment mutés IDH et codélétés 1p19q, et les GDBG temporo-insulaires, moins fréquemment mutés IDH et codélétés 1p19q, suggérant des voies de gliomagénèse différentes pour ces deux patterns tumoraux. Facteurs de risque fonctionnels : enfin, comme le montrent les données de la littérature, il existe deux arguments principaux en faveur de facteurs de risque fonctionnels dans les GDBG. D’une part, ces tumeurs présentent des localisations intracérébrales spécifiques et distinctes des autres gliomes, et impliquent préférentiellement les zones dites « fonctionnelles ». D’autre part, des modifications macroscopiques cérébrales ont été rapportées en lien avec l’apprentissage d’une tâche ou une expertise particulière. Les mécanismes microscopiques qui sous-tendent ces modifications sont encore incertains mais une implication (directe ou indirecte) des cellules gliales, semble probable, ce qui pourrait faire le lit de la gliomagénèse. Peu d’études se sont intéressées jusqu’à présent aux corrélations entre les activités du sujet et le risque de GDBG, et nous proposons donc, dans les suites de ce travail de thèse, une étude cas-témoins en ce sens. En conclusion, même s’il n’existe à ce jour aucun facteur de risque démontré de GDBG, certains éléments bibliographiques, et les travaux de cette thèse, suggèrent l’implication de facteurs environnementaux, fonctionnels et biologiques dans la genèse des GDBG. / The epidemiology and risks factors of diffuse low-grade gliomas (DLGG, or WHO grade II diffuse gliomas) are yet poorly known. This thesis aimed at describing the epidemiology (incidence rates, demographic data) and at looking for arguments in favor of environmental, functional and molecular risk factors, in the literature and by our works. Descriptive epidemiology: The analysis of an exhaustive series of incident cases of DLGG diagnosed between 2006 and 2011 allowed the determination of DLGG incidence (incidence rate standardized on the French population: 0,775/105 person-years) as well as that of each histological subtype described by the 2007 WHO classification. Environmental risk factors: We were able to demonstrate significant differences in the geographical distribution of WHO grade II and III diffuse gliomas in metropolitan France, with higher incidence rates in the North-East and Center regions. This heterogeneity stands in favor of environmental risk factors, even though there is to date no proven environmental risk factor for DLGG. Biological risk factors: Our work demonstrated the existence of a clear dichotomy, regarding molecular biology, between frontal DLGG, more frequently IDH-mutated and 1p19q codeleted, and temporo-insular tumors, less frequently IDH-mutated and 1p19q codeleted, suggesting different gliomagenesis pathways for these two patterns of tumors. Functional risk factors: Finally, data from the literature provide two main arguments in favor of the existence of functional risk factors in DLGG. First, the intra-cerebral location of these tumors is specific and distinct from that of other gliomas, with a preferential implication of “functional” areas. Second, macroscopic intra-cerebral changes have been reported following training on specific tasks, or in relation with a specific expertise. The microscopic mechanisms that underlie these modifications are uncertain but an implication (direct or indirect) of glial cells seems probable, and could favor gliomagenesis. To date, only few studies have investigated the correlation between the subject’s activity and the risk of DLGG. We thus propose, following this thesis, a case-control study to further investigate this issue. In conclusion, even though there is no demonstrated risk factor for DLGG, data from the literature, and conclusions from the present work, suggest the implication of environmental, functional and biological factors in DLGG genesis.

La télangiectasie hémorragique héréditaire (HHT) est une maladie rare (1/10.000). Son incidence est plus élevée (pouvant atteindre 1/1000) dans certaines zones géographiques dont la région Poitou-Charentes. Cette maladie autosomique dominante est causée par des mutations d'un des trois gènes identifiés ENG, ACVRL1 et SMAD4 codant pour des protéines de la voie BMP spécifiquement exprimés dans les cellules endothéliales. Le nombre croissant de mutations détectées chez les patients et l'expressivité variable de certaines mutations nous a ammené à déterminer les conséquences de mutations afin d'établir une corrélation génotype/phénotype. Cette corrélation est importante pour le conseil génétique et évidemment le diagnostic prénatal. Dans ce contexte, nous avons étudié aux niveaux cellulaire et moléculaire les effets de plusieurs mutations. L'effet délétère de ces mutations sur la protéine et/ou l'épissage de l'ARN a été évalué. Nous avons montré que sur les 23 mutations d'ACVRL1 : 1) 18 mutations faux-sens affectent la fonctionnalité de la protéine en réponse à BMP9 et 3 mutations sont de simples polymorphismes, 2) la mutation exonique c.733A>G (p.Ile245Val) affecte l'épissage de l'exon 6, 3) La mutation c.1048+5G>A de l'intron 7 en dehors du site consensus induit un épissage aberrant de l'exon 7. En ce qui concerne l'ENG, nous avons analysé 4 mutations et nous avons montré que la mutation c.1088G>A (p.Cys363Tyr) a un impact sur l'activité du récepteur et que les mutations c.1134G>A (p.Ala378Ala) et c.1060C>T (p.Leu364Leu) altèrent l'épissage de l'exon 8. Ce travail montre l'importance de l'étude approfondie de toute nouvelle mutation par des études in silico, in vitro et in cellulo à différents niveaux cellulaires. Des études in vivo ultérieures peuvent compléter et appuyer la stratégie expérimentale que nous avons suivie. / Hereditary hemorrhagic telangiectasia (HHT) is a rare disease (1/10.000). Its incidence is higher in certain geographic areas including the Poitou-Charentes region (1/1000). This autosomal dominant disease is caused by mutations in one of three identified genes ENG, ACVRL1 and SMAD4 encoding BMP pathway proteins specially expressed in endothelial cells. The increasing number of mutations detected in patients and the variable expressivity of certain mutations has taken us to determine the consequences of mutations to establish a genotype/phenotype correlation. This correlation is important for genetic counseling and obviously for prenatal diagnosis. In this context, we investigated the effects of several mutations at the cellular and molecular levels. The deleterious impact of these mutations on the protein and/or RNA splicing was evaluated. We have shown that for the 23 mutations of ACVRL1: 1) 18 missense mutations affect the functionality of the protein in response to BMP9 and 3 are polymorphisms, 2) exonic mutation c.733A>G (p. Ile245Val) affects the splicing of the exon 6, 3) mutation c.1048+5G>A in intron 7 off the consensus site induces an aberrant splicing of exon 7. Concerning the ENG, we analyzed 4 mutations and we showed that the mutation c.1088G> A (p.Cys363Tyr) has an impact on the activity of the receptor and that the mutations c.1134G> A (p.Ala378Ala) and c.1060C> T (p.Leu364Leu) inhibit the splicing of exon 8. This work shows the importance of the comprehensive study of any new mutation by in silico, in vitro and in cellulo studies at different cellular levels. The in vivo studies can further complement and support the experimental strategy that we followed.