Le parasitisme est omniprésent dans l’environnement et une attention croissante est récemment apportée sur son impact sur les communautés écologiques. En effet, les parasites peuvent affecter la valeur adaptative des animaux sauvages, en altérant leur physiologie et/ou leur comportement. Ainsi, le rôle des parasites dans le maintien ou l’érosion des différences persistantes comportementales et cognitives entre individus est le sujet de nombreux débats et recherches. La relation entre l’infection parasitaire et le comportement de l’hôte est souvent complexe. Le comportement des individus agit sur leur susceptibilité au parasitisme, mais l’infection parasitaire peut aussi modifier le comportement de l’hôte, favorisant parfois la transmission du parasite. En outre, l’inclusion d’un proxy de santé, tel que la condition corporelle est importante à considérer dans des populations naturellement infectées où la santé des individus peut varier. Dans cette étude, nous avons examiné la relation entre un gradient de densité parasitaire, la personnalité (exploration et témérité), la cognition (apprentissage par stimuli aversifs) et la condition corporelle (Indice K de Fulton) chez les crapets-soleil (Lepomis gibbosus) sauvages, naturellement infectés par des endoparasites, comme le trématode responsable de la maladie du point noir (Trematoda : Apophallus sp. et Uvulifer sp.) et le ver solitaire de l’achigan (Cestoda : Proteocephallus ambloplites). Nous avons trouvé que l’exploration, mais pas la témérité, était répétable ce qui suggère que ce trait reflète la personnalité. De plus, l’exploration a diminué avec l’augmentation de la densité de parasites et la diminution de la condition corporelle de l’hôte. Ainsi, étant donné que la relation entre le comportement explorateur et la densité de parasites variait avec la condition corporelle, il est possible que les parasites aient un effet indirect sur le comportement de l’hôte en impactant sa physiologie. L’exploration variait également selon la densité de points noirs et la densité de cestodes, suggérant un potentiel conflit entre ces deux parasites, leurs hôtes finaux étant différents. Les individus avec plus de cestodes ont moins bien exécuté la tâche d’apprentissage, ce qui laisse à penser que ces parasites imposeraient un coût énergétique qui réduit les performances cognitives de l’hôte. Nos résultats contribuent à démontrer que les parasites et la condition corporelle de l’hôte doivent être pris en considération dans les études écologiques, comportementales ou physiologiques afin de mieux comprendre le maintien des variations inter-individuelles au sein des populations sauvages. / Parasites are ubiquitous in nature and increasing attention is given to their impact on ecological communities. Indeed, parasites can affect host fitness through changes in physiology and/or behaviour. Thus, their role in maintaining or eroding persistent inter-individual differences in behaviour (i.e. personality) and cognitive abilities in hosts is the subject of increasing study and debate. The relationship between parasite infection and host behaviour can sometimes be complex. For instance, personality traits may affect an individuals’ susceptibility to parasites. Conversely, parasite infection can itself modify host behaviour, sometimes favouring the parasite’s own transmission. In addition, including a general fitness proxy, such as body condition, is important when studying naturally infected populations, where individual health can vary greatly among individuals. Here, we examine the relationships among host body condition (Fulton’s K index), personality (i.e. exploration, boldness), cognition (aversive learning) and parasite density in wild pumpkinseed sunfish (Lepomis gibbosus), naturally infected with endoparasites, including trematodes causing blackspot disease (Trematoda: Apophallus sp. and Uvulifer sp.) and bass tapeworms (Cestoda: Proteocephallus ambloplites). We found that exploration but not boldness was repeatable, which suggests that this trait reflects personality. Host exploration decreased with both increasing parasite density and decreasing host body condition. Because the relationship between exploration and parasite density varied with body condition, this suggests a possible indirect effect of parasites on host behaviour through effects on host physiology. Exploration varied depending on blackspot and bass tapeworm density suggesting a possible conflict between these two parasites, as their final hosts are different. Inhibitory avoidance learning decreased with increasing cestode density, suggesting that these parasites could impose an energetic cost which decreases host cognitive performances. Our results provide more evidence that including host body condition and parasite density in ecological, behavioural or physiological studies can help better understand the persistence of inter-individual differences in wild populations.

Le réchauffement climatique cause plusieurs modifications abiotiques et biotiques dans les milieux naturels. La hausse de la température de l’eau cause une diminution de l’oxygène dissous dans les lacs et augmente la quantité de zone hypoxique observée. Une autre conséquence de la hausse de la température est l’augmentation du métabolisme et de la consommation d’oxygène des espèces ectothermes dont les poissons et les parasites. Le parasitisme est omniprésent dans les réseaux trophiques et a un effet néfaste sur l’hôte affecté. Les parasites et l’hypoxie peuvent limiter la portée aérobie (AS) des poissons pour la réalisation d’activités journalières. Ainsi, cette étude analyse l’effet dans le temps d’une infection de trématodes causant la maladie du point sur le métabolisme et sur la tolérance hypoxique de l’hôte puisque le développement de ces parasites suggère un effet sur le poisson qui varie selon le temps de résidence des parasites. Nous avons utilisé des crapets-soleil (Lepomis gibbosus) infectés par ces trématodes comme système modèle. Nous avons émis l'hypothèse que l'infection parasitaire réduirait la portée aérobie et la tolérance à l'hypoxie des poissons en fonction du temps du développement de l’infection. Afin d’étudier cette relation hôte-parasite, des tests de respirométrie et d’hypoxie critique ont été performés à cinq moments lors des deux premiers mois suivant l’infection. Les traits métaboliques aérobies (taux métabolique standard et maximal, AS), des indices de la tolérance hypoxique et du métabolisme anaérobiques (tension critique d’oxygène, pression partielle d’oxygène entraînant la perte d’équilibre, la concentration de lactate) et le taux d’hématocrite sont les variables analysées à l’aide de la respirométrie et de prélèvements sanguins. Nous démontrons ici que l’infection expérimental de ces trématodes n’affecte ni la portée aérobie ni la tolérance hypoxique et ce indépendamment du temps de développement du parasite. Un faible effet temporel, mais significatif, est observé entre les premiers jours d’expérimentations et les derniers, des différences principalement dues aux faibles différences non significatives des taux métaboliques standards et maximaux. Le stress induit par captivité et l’effet des changements saisonniers sur les taux métaboliques sont possiblement en cause. Pour l’instant, selon les conditions environnementales actuelles, le crapet-soleil démontre une résilience à l’infection parasitaire ainsi qu’à l’hypoxie. / Global warming is causing several abiotic and biotic changes in natural environments. The rise in water temperature causes a reduction in dissolved oxygen in lakes and increases the amount of hypoxic zone observed. Another consequence of rising temperatures is the increased metabolism and oxygen consumption of ectothermic species, including fish and parasites. Parasitism is ubiquitous in food webs and has a detrimental effect on the affected host. Parasites and hypoxia can limit the aerobic range (AS) of fish for daily activities. Thus, this study analyzes the effect over time of a trematode infection causing the blackspot disease on the metabolism and hypoxic tolerance of the host since the development of these parasites suggests an effect on the fish that varies according to the residence time of the parasites. We used sunfish (Lepomis gibbosus) infected with these trematodes as a model system. We hypothesized that parasite infection would reduce the aerobic range and hypoxia tolerance of fish as a function of the time of infection development. Respirometry and critical hypoxia tests were performed at five time points during the first two months post-infection to investigate this host-parasite relationship and its impact over time. Aerobic metabolic traits (standard and maximum metabolic rate, aerobic range), indices of hypoxic tolerance and anaerobic metabolism (critical oxygen tension, partial pressure of oxygen leading to loss of equilibrium, lactate concentration) and hematocrit levels were analyzed using respirometry and blood sampling. We demonstrate here that experimental infection with trematodes affects neither aerobic range nor hypoxic tolerance independently of parasite development time. A small but significant temporal effect is observed between the first and last days of experimentation, differences mainly due to small non-significant differences in standard and maximum metabolic rates. This may be due to stress induced by captivity and seasonal changes affecting metabolic rates. For now, considering actual environmental conditions, sunfish show high resiliency to parasitic infection and to hypoxia.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Nous avons évalué les effets de l'association d'un nouvel analogue du sirolimus, le SDZ RAD, et une nouvelle formulation de la CsA, le Néoral, sur la survie d'allogreffe dans le modèle de transplantation orthotopique de l'intestin grêle chez le rat. Les huit groupes (n=6) inclus dans cette étude comprenaient deux groupes témoins, des allogreffes et des isogreffes, et trois combinaisons pour l'évaluation des réactions immunes HVG [Lewis (LEW) x Brown Norway (BN) (LBN)-F1 -LEW], GVH (LEW-F1 ), et GVH et HVG combinés (BN-LEW). Les deux médicaments étaient administrés par voie orale pour une période allant jusqu'à 90 jours. Deux tests de fonction servaient à évaluer l'état fonctionnel de l'allogreffe: le test de perméabilité au 51Cr-EDTA et le test d'absorption du maltose. Pour le modèle HVG, le groupe contrôle na·1f démontre un temps de survie moyen (MTS) de 9.5 ± 1 .0 jours. Les groupes traités avec le SDZ RAD ne démontrent pas une réponse relative à la dose: 1.0 mg/kg/J, MST 17.3 ± 5.4 jours (p=0.001 ); 2.5 mg/kg/J, MTS 19.2 ± 4.8 jours (p=0.001 ); il en est de même avec les groupes traités avec le Néoral: 2.0 mg/kg/j, MTS 15.0 ± 1.7 jours (p=0.001); 5.0 mg/kg/j, MTS 28.8 ± 5.7 jours, (p=0.001 ). Comparée aux résultats de la monothérapie avec chaque médicament, leur association démontre une interaction synergique forte ou très forte: SDZ-RAD 1.0 mg/kg/j + Néoral 2.0 mg/kg/j, MTS 57.8 ± 6.7 jours, (p=0.001, index de combinaison (IC)=0.095); SDZ RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 mg/kg/j, MTS 70.5±12.8 (p=0.001, Cl=0.112). Les mêmes types de résultats sont obtenus dans le modèle de GVH: SDZ RAD 1.0 mg/kg/j + Néoral 2.0 mg/kg{j, MTS 48.5 ± 6.4 jours, (p=0.001, IC=0.027); SDZ-RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 kg/mg{j, MTS 63.0 ± 13.6 jours, (p=0.001, Cl=0.020). Ces résultats démontrent une interaction synergique très forte en comparaison à la monothérapie avec SDZ RAD 1.0 mg/kg/j, MTS ·15.3 ± 1.7 jours, (p=0.001); SDZ RAD 2.5 mg/kg{j, MTS 21.7 ± 3.0 jours, (p=0.001); Néoral 2.0 mg/kg/J, MTS 17. 7 ± 1.4 jours (p=0.001 ); Néoral 5.0 mg/kg/j, MTS 27.8 ± 4.4 jours (p=0.001 ); pour les contrôles na'ffs: MTS 8.3 ± 1.2 jours. Pour le modèle de combiné de HVG et GVH , l'association SDZ RAD 1.0 mg/kg{j + Néoral 2.0 mg/kg/j (MTS 52.3 ± 5.4 jours, Cl=0.070) , SDZ RAD 2.5 mg/kg/j + Néoral 5.0 mg/kg/j (MTS 69.0 ± 5.3 jours, Cl=0.301) représente une interaction synergique forte. Le test de perméabilité au 51Cr-EDTA révèle une perte de fonction pour les groupes traités à cause du rejet et reflète une crise de rejet durant les 2ème et 3ème semaines postopératoires. Le test d'absorption du maltose ne révèle rien de concluant concernant des crises de rejet. Par contre, il refléte une perte de fonction pour les groupes subissant le rejet. Nous concluons que la thérapie concomitante SDZ RAD et Néoral procure un effet synergique important dans l'inhibition des réactions immunes HVG, GVH, et HVG-GVH dans le modèle de la transplantation de l'intestin grêle chez le rat.

Les virus ont besoin d’interagir avec des facteurs cellulaires pour se répliquer et se propager dans les cellules d’hôtes. Une étude de l'interactome des protéines du virus d'hépatite C (VHC) par Germain et al. (2014) a permis d'élucider de nouvelles interactions virus-hôte. L'étude a également démontré que la majorité des facteurs de l'hôte n'avaient pas d'effet sur la réplication du virus. Ces travaux suggèrent que la majorité des protéines ont un rôle dans d'autres processus cellulaires tel que la réponse innée antivirale et ciblées pas le virus dans des mécanismes d'évasion immune. Pour tester cette hypothèse, 132 interactant virus-hôtes ont été sélectionnés et évalués par silençage génique dans un criblage d'ARNi sur la production interferon-beta (IFNB1). Nous avons ainsi observé que les réductions de l'expression de 53 interactants virus-hôte modulent la réponse antivirale innée. Une étude dans les termes de gène d'ontologie (GO) démontre un enrichissement de ces protéines au transport nucléocytoplasmique et au complexe du pore nucléaire. De plus, les gènes associés avec ces termes (CSE1L, KPNB1, RAN, TNPO1 et XPO1) ont été caractérisé comme des interactant de la protéine NS3/4A par Germain et al. (2014), et comme des régulateurs positives de la réponse innée antivirale. Comme le VHC se réplique dans le cytoplasme, nous proposons que ces interactions à des protéines associées avec le noyau confèrent un avantage de réplication et bénéficient au virus en interférant avec des processus cellulaire tel que la réponse innée. Cette réponse innée antivirale requiert la translocation nucléaire des facteurs transcriptionnelles IRF3 et NF-κB p65 pour la production des IFNs de type I. Un essai de microscopie a été développé afin d'évaluer l’effet du silençage de 60 gènes exprimant des protéines associés au complexe du pore nucléaire et au transport nucléocytoplasmique sur la translocation d’IRF3 et NF-κB p65 par un criblage ARNi lors d’une cinétique d'infection virale. En conclusion, l’étude démontre qu’il y a plusieurs protéines qui sont impliqués dans le transport de ces facteurs transcriptionnelles pendant une infection virale et peut affecter la production IFNB1 à différents niveaux de la réponse d'immunité antivirale. L'étude aussi suggère que l'effet de ces facteurs de transport sur la réponse innée est peut être un mécanisme d'évasion par des virus comme VHC. / Viruses interact with cellular factors in order to successfully replicate and propagate in host cells. Germain et al. (2014) performed a proteomics analysis to elucidate viral-host interactors of hepatitis C virus (HCV). They found that the majority of host factors did not have an effect on viral replication, suggesting that these host proteins may be beneficial to the virus by affecting other cellular processes such as evading the innate antiviral immunity. To test that hypothesis, 132 virus-host interactors were selected and silenced by RNAi for their effect on inteferon-beta (IFNB1) production as a readout of the innate antiviral response. 53 were found to modulate the response with enrichment in the gene ontology (GO) terms related to nucleocytoplasmic transport and the nuclear pore complex. An interesting point is that the genes associated with these terms (CSE1L, KPNB1, RAN, TNPO1, and XPO1) were previously elucidated as HCV NS3/4A interactors by Germain et al. (2014), as well as positive regulators of the innate antiviral response. Although it is surprising that a cytoplasmic-replicating virus like HCV would interact with proteins associated with the nucleus, we proposed that viruses interact with these proteins for their benefit to interfere with the innate immune response. The innate antiviral response requires the nuclear translocation of IRF3 and NF-κB p65 for the production of type I interferons. As it is unclear which transporters or nucleoporins are involved, 60 genes associated with the nuclear pore complex and nucleocytoplasmic transport were studied for their effect on the nuclear translocation of IRF3 and NF-κB p65 via a microscopy-based RNAi screen during a 10-hour viral infection time course. Overall, the study revealed that many of these proteins are involved in the trafficking of these transcription factors during a viral infection, and can affect the production of IFNB1 at different levels of the innate antiviral response. The study also suggests that the effect of these transport factors on the immune response may be an evasion mechanism for viruses such as HCV.

Plus de 30% des enzymes présentent un ion métallique dans leur site actif qui est la clé pour les réactions de catalyse. Une sous-famille d’enzymes comporte un site actif où un seul ion métallique (Zn2+ ou Cun+) est coordiné à un cœur polyhistidine. L’élaboration de composés modèles est important pour la compréhension des mécanismes fondamentaux impliqués dans le cycle biocatalytique de ces enzymes mononucléaires. Dans ce contexte, nous avons développé des ligands basés sur des calix[6]arènes présentant un chapeau polyazoté lié de manière covalente au macrocycle. Ces ligands offrent un site de coordination pour le métal et une cavité hydrophobe bien définie. Cet assemblage permet et contrôle la liaison d’un ligand exogène dans la cavité. Afin de moduler les propriétés des complexes métalliques calixaréniques basés sur une unité coordinante tren (tris(2-aminoéthyl)amine), nous avons synthétisé avec succès et étudié plusieurs nouveaux récepteurs calix[6]aréniques. La synthèse de récepteurs bisétagés, le calix[6]amido-tren et le calix[6]amido-tacn, a permis de modifier la seconde sphère de coordination par incorporation de groupements amide entre la cavité et le site de coordination. Cette stratégie s’est avérée efficace. En effet, la coordination d’anions au centre métallique a été mise en évidence et en particulier celle simultanée de deux Cl¯ pour le Cu-calix[6]amido-tren. Cette coordination d’un ou plusieurs invités anioniques était impossible dans le cas du calix[6]tren parent qui présente une seconde sphère de coordination électroniquement dense et un chapeau trop petit pour y accueillir plusieurs invités. La présence de groupements carbonyle entre la chapeau tren et le calixarène modifie également le comportement des complexes : leur coordination au centre métallique entre en compétition avec celle d’invités exogènes. L’oxydation d’amines encombrées sous O2 en hydroxylamines et oximes a été réalisée par la réduction du complexe cuivrique du calix[6]amido-tren par électrochimie. Ce type d’amines n’est pas oxydable par l’adduit superoxo du complexe parent, dû à la taille de la cavité qui empêche la coordination d’invités encombrés. De plus, la formation d’un adduit superoxo a été mise en évidence qualitativement au départ du complexe cuivreux isolé de ce même composé. Ces résultats permettent d’envisager des études de réactivité mimant le site actif des enzymes PHM et DβM par exemple. Enfin, une comparaison des propriétés hôte-invité et de la réactivité des complexes du calix[6]amido-tren avec celles des complexes du calix[6]amido-tacn a été réalisée afin d’évaluer l’impact de la nature du chapeau polyazoté sur les propriétés hôte-invité et la réactivité de ces complexes. Une méthodologie de déméthylation assistée de manière supramoléculaire a été développée pour différents calix[6]azacryptands chapeautés. Celle-ci a ensuite été appliquée avec succès à la déméthylation du calix[6]tren pour obtenir le calix[6]trentrisPhOH. Ce récepteur a montré un comportement très différent de celui du récepteur parent. En effet, la complexation d’anions et d’ammoniums biologiquement pertinents a été possible par ce récepteur protonné. L’interaction entre le centre métallique et les phénates en présence de base a conduit à la réalisation d’un switch moléculaire multi-étapes entre différents états de protonation du récepteur et du complexe zincique. Son complexe cuivrique a montré la présence d’un radical phénoxyle après oxydation du phénate. Cette espèce CuII-radical phénoxyle mime la forme oxydée du site actif de la galactose oxydase, catalysant l’oxydation d’alcools en aldéhydes. Ces résultats ouvrent donc la voie à de nouvelles perspectives pour les études de réactivité de ce composé. Un analogue du calix[6]tren, porteur d’un bras avec une fonction réactive sur le chapeau, a été synthétisé et complexé au cuivre avant d’être immobilisé sur surface via la formation de monocouches. (...) / More than 30% of all enzymes present a metal ion in their active site. Interesting sub-families present a mononuclear active site where a single metal ion (Zn2+ or Cun+) is coordinated to a polyhistidine core. The elaboration of model compounds is important for understanding the fundamental mechanisms involved in their bio-catalytic cycles. In this context, we have developed calix[6]arene based ligands presenting an aza cap covalently linked to the calixarene moiety. These supramolecular assemblies present several advantages: they offer a coordination site for a metal ion through the nitrogen donor atoms of the cap, the small rim of the calixarene moiety defines the second coordination sphere, and the hydrophobic cavity presents an access channel for exogenous ligands. In these systems the coordinating nitrogen atoms are separated from the oxygen rich small rim by two carbon atoms, which allows the controlled coordination of one single guest inside the cavity. Wanting to modulate the properties of the calix[6]arene tren-based (tris(2-aminoethyl)amine) ligand, we successfully synthetized several new receptors and studied their reactivity. The synthesis of “two-story” receptors, the calix[6]amido-tren and calix[6]amido-tacn, allowed the modification of the first and second coordination sphere of a coordinated metal ion by introducing an additional spacer between the tripodal aza-cap and the calixarene macrocycle. The complexes of CuI, CuII and ZnII of these new ligands were synthesized and their reactivity was studied. The presence of three potentially coordinating carbonyl groups changed the host-guest reactivity of these metal complexes as they are in competition with exogenous ligands. A comparative study of the host-guest properties and of the reactivity of the metal complexes of both ligands, calix[6]amido-tren and calix[6]amido-tacn was realized. The cavity of these “two-story” ligands is larger than the one of the parent calix[6]tren and more flexible, allowing not only the coordination of an anion, but the simultaneous coordination of two Cl¯ ligands. The oxidation of sterically hindered amines into hydroxylamines and oximes in the presence of O2 was electrochemically realized by the reduction of the cupric center forming a CuII-superoxo adduct as the reactive species. Amine oxidation has been shown for the parent complex, however, the scope of this reaction was limited due to the smaller cavity. The formation of a CuII-superoxo adduct of the calix[6]amido-tren complex was qualitatively evidenced at low temperature upon addition of O2 to the isolated cuprous complex. This type of adduct has attracted much attention in recent years since it is considered to be a reactive intermediate in the catalytic cycle of copper monooxygenases, such as PHM and DβM. A supramolecular assisted demethylation methodology was developed for different capped calix[6]azacryptands. This methodology was then successfully applied to the demethylation of calix[6]tren in order to obtain calix[6]trentrisPhOH. This receptor showed a very different behavior in comparison to the parent one. Indeed, the complexation of anions and biologically relevant ammonium ions was evidenced by the monoprotonated receptor. The metal complexes of CuII and ZnII were synthesized. The interaction between the metal center and the phenate groups in presence of base has been evidenced and has conducted to a multi-step molecular switch. The cupric complex showed the presence of a phenoxyl radical resembling the oxidized form of galactose oxidase, catalyzing the oxidation of alcohols into aldehydes. These results open the way to new perspectives in reactivity studies. An analog of calix[6]tren, bearing a functionalized reactive arm on the tren cap, was synthesized and the corresponding CuII complex was immobilized on a gold surface through a monolayer formation. (...)

Une voie agroécologique pour améliorer la fourniture des services écosystémiques dans les agroécosystèmes est d'associer plusieurs espèces végétales au sein d'une même parcelle. Dans ce contexte, les agroforêts tropicales, caractérisées par une forte diversité végétale, sont un modèle d'étude d'intérêt croissant. Dans ce travail qui porte sur le service de régulation des bioagresseurs, notre hypothèse est que la structure des agroforêts influence la régulation naturelle des bioagresseurs de la culture principale. La composition en plante hôte de l'agroforêt est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations de la ressource. La structure spatiale de la végétation est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations des conditions microclimatiques. Enfin, les variations de la ressource et du microclimat ne sont pas des mécanismes indépendants puisqu'un microclimat favorable à la croissance de la plante hôte du bioagresseur peut augmenter la quantité des tissus sensibles et donc la ressource pour ce bioagresseur. Pourtant, l'importance relative de l'effet de la composition et de la structure spatiale de la végétation des agroforêts sur l'intensité l'attaque des bioagresseurs a rarement été étudiée. Les objectifs de ce travail de thèse sont (1) de caractériser la composition et la structure spatiale des peuplements végétaux d'agroforêts à cacaoyers et (2) de quantifier leurs interactions avec l'intensité d'attaque de biogresseurs du cacaoyer. Ce travail est appliqué à trois bioagresseurs du cacaoyer : au Costa Rica, la moniliose sur un réseau de parcelles installé dans la région de Talamanca ; au Cameroun, la pourriture brune des cabosses et les mirides sur un réseau de parcelles installé dans la région Centre. Premièrement, nous avons caractérisé la composition et la structure spatiale de la végétation des agroforêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun. Au Costa Rica, nous avons identifié une diversité de structure spatiale des arbres forestiers entre parcelles, allant de l'agrégation à la régularité ce qui semble indiquer un gradient croissant de gestion entre ces parcelles. Au Cameroun, nous avons également observé une diversité de structure spatiale entre peuplement d'une même parcelle. En effet, les arbres forestiers sont aléatoirement distribués ou agrégés alors que les arbres fruitiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués à l'échelle de la parcelle ce qui semble indiquer une différence d'intensité de gestion entre ces deux peuplements. Deuxièmement, nous avons hiérarchisé les caractéristiques de composition en hôte, de quantité de tissus sensibles et de structure spatiale de la végétation des agroforêts qui influencent l'intensité (i) de la moniliose (ii) de la pourriture brune et (iii) des mirides. L'intensité de la moniliose et la densité en mirides diminuent lorsque les quantités de tis- sus sensibles diminuent et lorsque les arbres forestiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués plutôt qu'agrégés ou en faible densité à l'échelle de la parcelle. D'autre part, l'intensité de la moniliose diminue lorsque la densité en cacaoyers augmente et l'intensité de la pourriture brune diminue lorsque l'abondance en cacaoyers augmente, ces résultats étant contraires aux hypothèses de diminution et de dilution de la ressource. Globalement, nos résultats indiquent donc que les variations de la ressource liées aux variations de la composition en hôte ne sont pas le principal effet qui explique la présence des bioagresseurs dans les agroforêts complexes. La structure spatiale des arbres d'ombrage, encore jamais décrite à notre niveau de précision, joue un rôle déterminant et son optimisation pourrait être un moyen de lutte agroécologique contre la moniliose et les mirides du cacaoyer. Dans le cadre de l'agroécologie, ce travail nous a permis d'améliorer notre compréhension des mécanismes écologiques impliqués dans la régulation des bioagresseurs du cacaoyer à l'échelle de la parcelle et ouvre des perspectives pour leur gestion agroécologique.

Le virus de l’hépatite C (HCV) est un problème majeur de santé publique. Le développement de nouveaux traitements pour lutter contre le HCV a été ralenti par l’absence de modèles d’études in vitro et in vivo convenables. Le but de mon travail de thèse a été, dans un premier temps, de caractériser les facteurs déterminant le tropisme hépatique du HCV. En exprimant des facteurs clés dans une lignée cellulaire humaine non-hépatocytaire, nous avons reconstitué in fine l’ensemble du cycle viral dans ces cellules. L’entrée du virus dans la cellule hôte fait intervenir différents récepteurs d’entrée dont CD81, occludin (OCLN), claudin-1 (CLDN1) et scavenger receptor class B type I (SR-BI). L’expression de ces quatre récepteurs sur cette lignée la rend hautement permissive à l’entrée du virus, mais ne permet pas de rétablir la réplication du virus. L’expression du micro-ARN 122, un micro-RNA important pour l’infection du HCV, dans les cellules exprimant les quatre récepteurs, restaure une forte réplication de l’ARN viral mais ne permet pas de détecter une production de particules infectieuses. L’expression de l’apolipoprotein E (apoE), jouant un rôle primordial dans l’assemblage et la sécrétion, rétablis cette dernière étape du cycle viral du HCV dans la lignée cellulaire humaine non-hépatocytaire. Dans un second temps, j’ai utilisé la stratégie, précédemment établie, pour étudier la spécificité d’espèce de l’infection du HCV dans plusieurs lignées hépatocytaires murines. Nous avons pu rendre ces cellules permissives à l’entrée du HCV et pu détecter une très faible réplication. L’ensemble de mes travaux apportent de nouvelles informations sur la compréhension des facteurs clés nécessaire au cycle viral du HCV dans des cellules murines et humaines. / Hepatitis C virus (HCV) is a global health burden. The development of new therapeutics to treat HCV infection has been hampered by the lack of convenient in vitro and in vivo model systems. The goal of my PhD work was, in a first time, to characterize the factors determining the hepatotropism of HCV. By expressing key factors within a non-hepatic cell line, we reconstituted in fine the full HCV life cycle in those cells. Virus entry into the host cell requires different entry factors which are CD81, occludin (OCLN), claudin-1 (CLDN1) and the scavenger receptor class B type I (SR-BI). The expression of these four factors in this cell line renders it highly permissive to viral entry, but does not allow restoring replication of the virus. The expression of miR-122, a micro-RNA important for HCV infection, into the cell lines expressing the four HCV entry factors restore a strong replication of the HCV RNA but does not allow detecting infectious viral particle production. Further expression of the apolipoprotein E (apoE), which plays a critical role in the assembly and release process, restore the last step of the HCV life cycle in a non-hepatic cell line. In a second part of my PhD, I have used the previously developed strategy to study the species specificity of HCV infection using different mouse hepatoma cell lines. We have been able to render these cell lines permissive to HCV entry and have been able to detect a slight replication. Altogether, my results bring new information on the understanding of key factors important for HCV life cycle in mouse and human cells.

Les Wolbachia sont des alpha-proteobactéries présentes chez de nombreux arthropodes et nématodes filaires. Ces bactéries héritées maternellement induisent chez leurs hôtes des phénotypes allant du parasitisme au mutualisme, avec le long de ce continuum des phénotypes tels que la féminisation (F), l'incompatibilité cytoplasmique (IC) ou la mort des mâles. Wolbachia est ainsi un modèle particulièrement intéressant pour étudier les différents types de relations symbiotiques.Chez Brugia malayi, comme pour les autres nématodes filaires, Wolbachia vit en symbiose obligatoire avec son hôte. L'élimination de la bactérie par des traitements antibiotiques entraîne une perte de fertilité voire la mort du nématode. Chez l'isopode terrestre Armadillidium vulgare, Wolbachia induit la féminisation des mâles génétiques en femelles fonctionnelles entraînant des biais de sex-ratio vers les femelles dans la descendance.Pour comprendre les mécanismes impliqués dans ces deux symbioses, nous avons mis au point une nouvelle méthode de capture pour isoler l'ADN de Wolbachia et séquencer 8 souches de Wolbachia d'isopodes (F et IC). Une étude de génomique comparative a permis d'établir un premier pan-génome des bactéries du genre Wolbachia et d'identifier 2, 5 et 3 gènes présents seulement chez les souches mutualistes, féminisantes ou induisant la mort des mâles. L'expression des gènes potentiellement impliqués dans la féminisation ou le mutualisme a été étudiée au cours du développement de l'hôte. L'étude de l'interactome protéique bactérie-hôte a ensuite été initiée en utilisant comme appât des protéines bactériennes à domaines eucaryotes en vue d'identifier les cibles de Wolbachia chez l'hôte. / Bacteria of the genus Wolbachia are gram-negative alpha-proteobacteria present in many arthropods and filarial nematodes. These obligate intracellular bacteria are maternally inherited and induce a large number of phenotypes across the symbiosis continuum from mutualism to parasitism, including feminization (F), cytoplasmic incompatibility (CI) or male killing. Studying Wolbachia symbioses is therefore of particular interest in the investigation of symbiotic relationships.In Brugia malayi and other filarial nematodes, they are obligate leading to a loss of worm fertility, and eventual death upon their depletion with antibiotic. In arthropods, they rather are parasitic. In the isopod crustacean Armadillidium vulgare they cause feminization when present: genetic males develop as functional female leading to female biased sex-ratio progenies.In order to understand the molecular mechanisms of these two symbioses, we set up a new capture procedure to catch Wolbachia DNA and performed whole-genome sequencing on 8 Wolbachia strains, symbionts of isopods (F & CI). Comparative genomics led to the establishment of the Wolbachia pan-genome as well as the identification of phenotype related gene patterns. We identified 2, 5 and 3 genes that are only found in mutualist, feminizing and male killing strains, respectively. Expression of genes potentially involved in feminization and mutualism were also analyzed throughout host post-embryonic development. Host-symbiont interactome approach was then initiated by protein-protein interaction studies using bacterial proteins with eukaryote like motifs as bait in order to identify Wolbachia host targets involved in symbiosis.

La molécule X6TMPA, constituée d’une unité TMPA (tris(2-pyridylméthyl)amine) greffée de façon covalente à trois des six unités aromatiques du calix[6]arène, permet de coordiner et stabiliser un ion cuivre (Cu+ et Cu2+) dans un environnement mononucléaire. Ces composés possèdent des propriétés uniques en chimie hôte-invité ainsi qu’en réactivité redox. De tels systèmes présentent cependant des limitations car : – le macrocycle et les complexes métalliques associés ne sont solubles qu’en milieu organique ; – le complexe cuivreux obtenu avec un tel macrocycle n’est réactif vis-à-vis de l’oxygène qu’à l’état solide. Le présent travail de thèse décrit les modifications introduites dans la structure du composé X6TMPA pour faire face à ces restrictions, détaillant ainsi les études conduites afin d’évaluer l’impact des modifications sur les propriétés des molécules résultantes. Le chapitre 2 présente la stratégie synthétique de « trifonctionnalisation » du grand col du macrocycle. Elle a été employée pour l’introduction de groupements hydrophiles, qui rendent le calix[6]arène et les complexes métalliques associés solubles en milieu aqueux. Des études de reconnaissance moléculaire en solution aqueuse ont été ainsi menées. Une propriété très remarquable en chimie hôte-invité est la forte affinité du complexe cuivrique pour l’anion fluorure en milieu aqueux. Le chapitre 3 présente la stratégie synthétique de « hexafonctionnalisation » du grand col du macrocycle. Elle a permis d’obtenir des composés qui ont été utilisés pour des applications telles que l’immobilisation sur surface et la réaction de monoclick. Le chapitre 4 présente la stratégie synthétique de « trifonctionnalisation » du petit col du macrocycle. Elle a permis d’obtenir des systèmes réactifs en solution, notamment un composé contenant trois unités phénol qui donne un radical stable à température ambiante ainsi qu’un composé contenant trois unités quinone dans lequel la cavité est devenue une unité redox-active. Ainsi, des études concernant les macrocycles et leurs complexes monométalliques à base de Zn2+, Cu+ et Cu2+ sont exposées et discutées. / The X6TMPA molecule is composed by a tris(2-pyridylmethyl)amine (TMPA) cap covalently linked to the small rim of the calix[6]arene. This compound can coordinate and stabilize a Cu(I)/Cu(II) ion in a mononuclear environment. These compounds possess unique properties in host-guest and redox chemistry.This PhD thesis work describes some synthetic strategies employed in order to modify the scaffold of the macrocycle, either at the large or the small rim. Moreover, the studies conducted in order to evaluate the impact of each structural modification on the reactivity of the resulting system are detailed. Chapter 2 describes the “large rim tri-functionalization” strategy. It has been employed to introduce three hydrophilic moieties on the calix[6]arene unit. These groups enable the water-solubilization of the molecule, as well as the Cu(I)/Cu(II) monometallic complexes. For these systems, host-guest chemistry in aqueous media has been explored: a remarkable property is the high affinity of the cupric complex for fluoride anion. Chapter 3 describes the “large rim hexa-functionalization” strategy. The obtained compounds have been employed for novel applications, as surface functionalization or “monoclick” reaction. Chapter 4 describes the “small rim tri-functionalization” strategy. The obtained compounds are reactive in solution. A phenol-containing macrocycle, that gives a stable radical species at room temperature, and a quinone-containing macrocycle, in which the calix[6]arene moiety is a redox-active unit, are presented. Moreover, the reactivity of the monometallic complexes (Zinc, Copper) has been explored and discussed.

Les polyphénols sont des bioproduits générés par le métabolisme des végétaux. Récemment, ils ont attiré l’attention par leur impact potentiellement positif sur la santé, en grande partie lié à leur capacité antioxydante. Ils interviennent également dans les arômes de vin, café, thé… et intéressent donc l’industrie agroalimentaire. Le développement de biocapteurs adaptés à ces molécules est donc nécessaire, tout en respectant certains critères (simplicité d’utilisation, rapidité de la mesure, faible coût). Dans le cas des biocapteurs enzymatiques, l’étape déterminante est l'immobilisation de l’enzyme sur la surface du transducteur sans affecter ses performances.Dans cette thèse nous avons utilisé des matériaux de type « hydroxyde double lamellaires » (HDLs) comme matrice d’immobilisation de la tyrosinase, enzyme reconnaissant spécifiquement les polyphénols, afin de fonctionnaliser la surface d’électrodes d’or sérigraphiées. L’objectif était d’élaborer des microbiocapteurs pour détecter les polyphénols extraits du thé vert.Les HDLs ont été synthétisés par la méthode de coprécipitation directe, puis caractérisés par différentes méthodes physiques (spectroscopies Raman et infrarouge, diffraction des RX) afin de confirmer leur composition et de définir leur structure cristalline. Puis, des films minces bidimensionnels de HDL de différentes compositions ont été réalisés en faisant varier différents paramètres comme la nature du substrat, la concentration de la solution initiale de HDL et la méthode de dépôt (auto-assemblage « SAM » ou spin coating). L’étude morphologique de ces films a été réalisée par microscopie de force atomique (AFM) afin d’optimiser l’état de surface avant l’immobilisation de la tyrosinase. Le greffage de cette dernière a également été étudié par AFM. Enfin, une étude électrochimique (par voltammétrie cyclique et chronoampérométrie) nous a permis de déterminer les caractéristiques analytiques des microbiocapteurs ampérométriques ainsi élaborés. Les résultats ont montré que nos systèmes présentent une grande sensibilité aux polyphénols et sont capables de détecter ces molécules grâce à leur oxydation et aussi à la réduction des composés enzymatiquement générés par la réaction catalytique. Ils sont dynamiques dans une large gamme linéaire de détection (jusqu'à 1000 ng.mL-1) et peuvent également détecter des traces de polyphénols (de m’ordre de quelques pg.mL-1). / Polyphenols are in abundance in diet, being present in various fruits or vegetables, but also in tea or wine. Their antioxidant properties attracted an increasing interest of different researchers in the field of medicine and food manufacturers. Consequently, very intensive studies have been conducted to develop efficient polyphenols biosensors, while respecting certain criteria (simplicity of use, speed of measurement, low cost). In the case of enzymatic biosensors, the decisive step is the immobilization of the enzyme on the transducer surface without affecting its performances.In this thesis, we used layered double hydroxides (LDHs) as a host matrix to immobilize tyrosinase, an enzyme recognizing specifically polyphenols, at the surface of screen printed gold electrodes. Polyphenols used to study the biosensors were extracted from green tea.LDHs nanosheets were prepared by the co-precipitation method. In a first step, their structural properties were characterized by X-ray powder diffraction, Raman and Infra-Red spectroscopies, confirming crystalline phase and chemical composition of LDHs. In a second step, LDHs-thin films were prepared by self-assembly and spin coating deposition under various experimental conditions (nature and concentration of LDHs …), and studied by Atomic Force Microscopy (AFM) to obtain information about the surface morphology of the host matrix before enzyme immobilization. The presence of tyrosinase after the immobilization step was also confirmed by AFM. Electrochemical characteristics of the amperometric biosensors, whose design is based on this study, were determined by cyclic voltammetry and chronoamperometry. This study showed that these systems are highly sensitive to polyphenols, detecting them by their oxidation but also by the reduction of compounds enzymatically generated. They exhibit also other very attractive characteristics for the detection of complex mixture of polyphenols: a large dynamic range (up to 1000 ng.mL-1)and a very low detection limit (few pg.mL-1).