Résumé : Les méthodes de capture-recapture servent à décrire l'état d'une population et les processus qui en sous-tendent la dynamique, lorsque les méthodes d'observation et de détection de cette population sont imparfaites. En surveillance des maladies infectieuses, elles peuvent simplement être utilisées pour estimer la taille totale de la population infectée par un pathogène et estimer quantitativement la sensibilité du système de surveillance de ce pathogène. Bien qu'exploitées très largement dans le domaine de la santé publique pour répondre à cet objectif, l'utilisation des méthodes de capture-recapture (CR) en surveillance des maladies infectieuses animales peut être considérée comme récente. Parce que le contexte de surveillance des maladies animales est nettement différent de celui de la surveillance des maladies humaines, des questions demeurent quant à l'intérêt et aux limites de ces méthodes pour estimer la sensibilité des systèmes de surveillance des maladies animales. Pour tenter de répondre à ces questions, nous avons identifié quatre systèmes de surveillance différents par leur complexité, leur efficacité et leur maladie d'intérêt : nous avons retenu les systèmes de surveillance de la fièvre aphteuse au Cambodge, de l'influenza aviaire hautement pathogène (IAHP) H5N1 en Egypte, de la tremblante ovine en France et de l'IAHP H5N1 en Thaïlande. Pour chacun de ces systèmes de surveillance, nous avons déterminé le modèle de CR le plus adapté compte tenu des données générées (respectivement le modèle de CR à deux sources, le modèle log-linéaire à 4 sources, le modèle de comptage tronqué en zéro et le modèle de comptage enflé en zéro). Pour chaque application, nous avons donc estimé le nombre total d'unités épidémiologiques non détectées par les systèmes de surveillance considérés ce qui nous a permis d'apprécier la sensibilité de chaque système de surveillance considéré. Il est ressorti de ces applications que les méthodes de capture-recapture sont relativement faciles à conduire et qu'elles permettent à faible coût d'estimer l'importance réelle d'une maladie sur un territoire quand celle-ci est surveillée de manière imparfaite. Il semble cependant que les pratiques de surveillance et de contrôle des maladies animales limitent les applications à l'échelle de l'animal, et nécessitent d'élargir l'unité épidémiologique à une échelle supérieure (troupeau, commune, etc...). Cet élargissement introduit de nouvelles contraintes (notamment l'hétérogénéité d'abondance) qu'il est nécessaire de prendre en compte pour ne pas biaiser les estimations finales. Ce travail propose des perspectives d'application en épidémiologie descriptive, ainsi que des perspectives méthodologiques de recherche en statistique et en modélisation.

On constate que la majorité des essais de phase III, conduits après des essais de phase II pourtant prometteurs, sont "négatifs", la nouvelle thérapeutique se révélant finalement trop toxique ou insuffisamment efficace. L'hétérogénéité de la population participant aux différentes phases de développement est une explication. Elle induirait une estimation erronée de la toxicité et, par dilution de l'effet traitement, conduirait à arrêter l'évaluation thérapeutique alors que peut être un sous-ensemble de cette population, définie à partir d'une caractéristique particulière, pourrait en bénéficier.Dans cette thèse, nous proposons dans un premier temps une réflexion sur les aspects méthodologiques des essais de phase II qui permettraient d'améliorer l'identification précoce des thérapeutiques toxiques et des populations les plus sensibles et donc de ne planifier des essais de phase III que sur des populations encore mieux ciblées. Dans un second temps, nous présentons une nouvelle méthodologie d'essai de phase II que nous avons développée pour prendre en compte l'hétérogénéité de la population et son intérêt en pratique clinique courante. Avec cette méthode, qui est une extension du plan de Fleming à deux étapes, le développement des médicaments est moins fréquemment arrêté pour la population entière et moins de patients non sensibles à la nouvelle thérapeutique sont exposés à des molécules potentiellement toxiques, durant l'étape 2 de l'essai de phase II ou plus tard lors de l'essai de phase III.

Objectifs : Les cancers de la thyroïde représentent environ 2% de l'ensemble des cancers dans les pays développés mais sont les cancers les plus fréquents des glandes endocrines. L'incidence des cancers de la thyroïde se caractérise par de fortes variations géographiques dans le monde, les taux les plus élevés étant observés en Nouvelle-Calédonie, et par une augmentation régulière au cours des dernières décennies dans les pays occidentaux. Cette augmentation d'incidence est en grande partie attribuée à l'évolution des pratiques médicales mais pourrait aussi être en partie liée à une évolution des modes de vie et/ou à des expositions environnementales. En dehors de l'exposition aux radiations ionisantes dans l'enfance, les facteurs de risque de cancer de la thyroïde restent très mal connus. L'objectif de ce travail était d'étudier le rôle des antécédents familiaux de pathologie de la thyroïde, des caractéristiques de la vie hormonale et reproductive, des caractéristiques anthropométriques et des expositions environnementales et professionnelles dans l'étiologie des cancers de la thyroïde. Méthode : Les analyses reposent principalement sur une étude cas-témoins en population menée en France métropolitaine (étude CATHY). Nous avons également utilisé les données d'une étude cas-témoins menée en Nouvelle-Calédonie pour étudier le rôle des antécédents familiaux dans cette zone géographique de forte incidence. L'étude CATHY repose sur 621 cas diagnostiqués dans trois départements français (Calvados, Marne, Ardennes) entre 2002 et 2007 et sur 706 témoins, appariés par fréquence aux cas sur l'âge, le sexe et le département de résidence. L'étude cas-témoins en Nouvelle-Calédonie repose sur 332 cas diagnostiqués entre 1985 et 1999, et sur 412 témoins appariés par fréquence aux cas sur l'âge et le sexe. Résultats : Les résultats montrent une augmentation du risque de cancer de la thyroïde chez les individus ayant des apparentés de premier degré atteints de cancer de la thyroïde ou de goitre multinodulaire, en France métropolitaine comme en Nouvelle-Calédonie. Parmi les facteurs hormonaux et reproductifs, un âge tardif aux premières règles, une ménopause précoce et une parité élevée étaient associés à une augmentation du risque de cancer de la thyroïde. Une relation dose-effet inverse était observée entre la durée cumulée des cycles menstruels au cours de la vie et le risque de cancer de la thyroïde. La prise d'une contraception orale était associée à une diminution du risque de cancer de la thyroïde, avec une relation dose-effet inverse entre la durée de la contraception orale et le risque de cancer de la thyroïde. La taille, l'indice de masse corporelle et la surface corporelle étaient positivement associés au risque de cancer de la thyroïde. Une augmentation du risque de cancer de la thyroïde était observée dans certains secteurs d'activité professionnelle comme l'industrie du papier, l'industrie du caoutchouc et des plastiques, le travail du bois, la réparation automobile et la métallurgie.

L'étude et le choix des stratégies décisionnelles en santé animale nécessite de disposer d'informations sur l'efficacité des outils disponibles, qu'il s'agisse d'un test unique, d'une association de plusieurs tests ou d'un ensemble de critères cliniques et épidémiologiques. La validation des tests de dépistage ou de diagnostic constitue donc un prérequis à la conception de protocoles d'aide à la prise de décisions sanitaires. Lorsqu'il existe une référence fournissant une information sur le statut infectieux des individus étudiés, l'estimation des caractéristiques des tests peut être effectuée de manière directe. En santé animale, il est toutefois fréquent de ne pas disposer de cette information, lorsqu'aucun test ne référence n'est disponible ou lorsqu'il n'a pas pu être mis en œuvre, pour des raisons pratiques, économiques ou éthiques. Dans ce cas, l'étude des tests requiert l'utilisation de méthodes statistiques adaptées, telles l'utilisation de modèles à classe latente implémentés par une approche bayésienne. Nous avons choisi, au cours de nos travaux, de nous intéresser à l'estimation de la part d'incertitude liée à l'utilisation de tests en tant qu'outils d'aide à la prise de décision. Nous exposons dans un premier chapitre les enjeux et les modalités de la lutte contre les maladies animales, les outils épidémiologiques disponibles pour l'élaboration de stratégies décisionnelles et les méthodes permettant l'évaluation de ces outils et leur comparaison. Les trois chapitres suivants constituent une application de ces méthodes, dans des contextes différents correspondant à trois types de situations dans lesquelles il existe un besoin d'aide à la décision sanitaire en santé animale : le dépistage de la brucellose porcine chez les porcs reproducteurs, le dépistage de l'épididymite contagieuse du bélier chez les béliers destinés à l'export et le dépistage de la tuberculose bovine dans les départements de Côte d'Or et de Dordogne et dans la région camarguaise. Le dernier chapitre de ce manuscrit consiste en une discussion générale sur les modalités de choix d'un outil d'aide à la décision sanitaire.

Les vecteurs nanoparticulaires comme systèmes de relargage contrôlé pour des applications vaccinales font l'objet d'intenses recherches, notamment dans le domaine du VIH1. Une approche novatrice consiste à co-administrer des molécules immuno-stimulatrices avec les antigènes d'intérêt, afin d'amplifier le recrutement et l'activation des cellules dendritiques (DCs). Un tel vecteur vaccinal stimulerait l'intensité de la réponse immunitaire et une immunité au niveau des muqueuses vaginales et anales pourrait être obtenue après vaccination. Des nanoparticules de poly(acide lactique) (NP-PLA) ou de chitosane/sulfate de dextrane (NP-CSD) ont été utilisées comme véhicules et adjuvants de protéines du VIH1, gp140 et p24. Le poly(I:C), ligand de TLR3 est la molécule immuno-stimulatrice retenue pour ses propriétés adjuvantes. Les NP-PLA et NP-CSD présentent un potentiel équivalent pour l'adsorption de protéines. Par contre, si les NP-CSD permettent l'adsorption du poly(I:C) (95%), elle est moins reproductible sur les NP-PLA. Pour chaque formulation, la capacité à induire in vitro la maturation des DCs a été évaluée en suivant les marqueurs CD25, CD80, CD83, par cytométrie en flux. L'adsorption de poly(I:C) sur les NP-PLA ou les NP-CSD amplifie les capacités de maturation de ces nanoparticules, un effet synergique étant observé avec les NP-CSD. Nos travaux montrent que la co-adsorption d'un TLR ligand, avec des antigènes protéiques du VIH sur des nanoparticules biodégradables, est possible et confère à la formulation vaccinale un effet immuno-stimulant in vitro. In vivo, les formulations vaccinales contenant du poly(I:C) induisent de très forts taux d'anticorps sériques chez la souris.

Cette thèse a pour objet l'étude du lien génotype-transcriptome et de son influence sur le développement des maladies multifactorielles. Les apports de ce travail sont à la fois méthodologiques et appliqués. Nous étudions d'abord le lien génotype-transcriptome en établissant la liste des eQTL (expression Quantitative Trait Loci) dans le monocyte et nous évaluons l'apport de l'observation des eQTL pour l'interprétation des analyses d'association génome entier (GWAS). Nous proposons ensuite une méthode pour l'identification de variants génétiques affectant des modules de gènesco-régulés que nous appliquons à l'étude des données d'expression de monocytes issus d'une large étude populationnelle (GHS). Nous mettons ainsi en évidence plusieurs loci affectant l'expression de modules de gènes co-régulés, dont plusieurs sont impliqués dans la prédisposition au diabète de type I. Nous montrons également que le processus d'isolation des cellules monocytaires peut engendrer des biais liés à la contamination par des types cellulaires non désirés et nous proposons une approche pour contrôler ce type de biais dans les analyses.

Les expositions professionnelles représentent la 2nde étiologie de cancer du poumon. Parmi elles, les laines minérales (LM) utilisées comme substitut à l'amiante sont suspectées d'augmenter le risque de cancer du poumon en raison de leur structure proche de celle de l'amiante. Dans ce contexte, ce travail a pour objectif d'évaluer le rôle de l'histoire professionnelle et en particulier celui de l'exposition professionnelle aux LM dans la survenue de cancer du poumon en tenant compte des expositions à l'amiante, à la silice, autres substances très prévalentes dans le secteur de la construction. Une dernière partie a consisté à étudier le risque de cancer du poumon associé à l'exposition professionnelle aux poussières de ciment.Nous avons analysés les histoires professionnelles complètes des cas et témoins inclus dans l'étude cas-témoins en population générale ICARE, identifiés dans 10 départements français abritant un registre général de cancer. Au total, 2 276 cas de cancer du poumon chez les hommes et 2 780 témoins ont été inclus ainsi que 650 cas de cancers du poumon féminins et 775 témoins. Deux stratégies d'évaluation des expositions aux LM et à l'amiante ont été utilisées: une matrice emplois-expositions (MEE) et une matrice tâche-exposition élaborée par des hygiénistes industriels et tenant compte des données individuelles. Les expositions à la silice et au ciment ont toujours été évaluées par MEE. Nos résultats confirment le rôle important des expositions professionnelles comme déterminant du risque de cancer du poumon en mettant en évidence des associations avec de nombreuses professions et secteurs d'activité. L'hypothèse d'une association entre le risque de cancer du poumon et l'exposition professionnelle aux LM est suggérée sans toutefois pouvoir exclure une confusion résiduelle par l'amiante car ces deux expositions sont très corrélées. Par ailleurs, nos résultats confirment le rôle cancérogène de l'amiante et de la silice et suggèrent une association entre l'exposition aux poussières de ciment et le risque de cancer du poumon.

Dans le domaine de l'oncogénomique, l'un des axes actuels de recherche est l'identification de nouveaux marqueurs génétiques permettant entre autres de construire des règles prédictives visant à classer les patients selon le risque d'apparition d'un événement d'intérêt (décès ou récidive tumorale). En présence de telles données de haute dimension, une première étape de sélection parmi l'ensemble des variables candidates est généralement employée afin d'identifier les marqueurs ayant un intérêt explicatif jugé suffisant. Une question récurrente pour les biologistes est le choix de la règle de sélection. Dans le cadre de l'analyse de survie, les approches classiques consistent à ranger les marqueurs génétiques à partir du risque relatif ou de quantités issues de test statistiques (p-value, q-value). Cependant, ces méthodes ne sont pas adaptées à la combinaison de résultats provenant d'études hétérogènes dont les tailles d'échantillons sont très différentes.Utiliser un indice tenant compte à la fois de l'importance de l'effet pronostique et ne dépendant que faiblement de la taille de l'échantillon permet de répondre à cette problématique. Dansce travail, nous proposons un nouvel indice de capacité de prédiction afin de sélectionner des marqueurs génomiques ayant un impact pronostique sur le délai de survenue d'un évènement.Cet indice étend la notion de pseudo-R2 dans le cadre de l'analyse de survie. Il présente également une interprétation originale et intuitive en terme de " séparabilité ". L'indice est tout d'abord construit dans le cadre du modèle de Cox, puis il est étendu à d'autres modèles plus complexes à risques non-proportionnels. Des simulations montrent que l'indice est peu affectée par la taille de l'échantillon et la censure. Il présente de plus une meilleure séparabilité que les indices classiques de la littérature. L'intérêt de l'indice est illustré sur deux exemples. Le premier consiste à identifier des marqueurs génomiques communs à différents types de cancers. Le deuxième, dans le cadre d'une étude sur le cancer broncho-pulmonaire, montre l'intérêt de l'indice pour sélectionner des facteurs génomiques entraînant un croisement des fonctions de risques instantanés pouvant être expliqué par un effet " modulateur " entre les marqueurs. En conclusion, l'indice proposé est un outil prometteur pouvant aider les chercheurs à identifier des listes de gènes méritant des études plus approfondies.

Parmi les 57 cytochromes P450 identifiés lors du séquençage complet du génome humain, on en dénombre environ 15 dont on ne connaît pratiquement rien de leurs rôles physiologiques, de leurs substrats, et de leurs structures, d'où le nom de "P450 orphelins". Le CYP2U1 est l'un des cytochromes P450 les plus fortement exprimé au niveau du cerveau et du cervelet mais c'est aussi l'un des plus conservé parmi les différentes espèces du règne animal. Ce travail de thèse a tout d'abord consisté à optimiser les conditions d'expression du CYP2U1 sous une forme active. Un premier système d'expression dans la levure Saccharomyces Cerevisiae a permis une production d'un complexe CYP2U1-P450 réductase catalytiquement actif permettant des études de recherche de substrat. Un second système d'expression dans Escherichia Coli devrait permettre d'obtenir de plus grandes quantités d'enzyme soluble destinée à des études structurales. Dans un second temps, une recherche de substrats a été effectuée à l'aide d'analyse d'incubats par chromatographie liquide couplée à une détection par spectrométrie de masse. A ce jour, un screening dirigé de plus de soixante-dix molécules, substrats de P450s de la famille 2, a permis d'identifier les premiers substrats exogènes du CYP2U1, les analogues de terfénadone et la débrisoquine. D'autre part, une étude par modélisation moléculaire de la structure du CYP2U1 a été effectuée. Cette étude montre que le CYP2U1 diffère de tous les autres P450s par la présence d'un insert très spécifique dans son domaine N-terminal. Des modèles par homologie basés sur les structures cristallographiques des P450s de la famille 2 ont été construits. Ces modèles ont été validés par dynamique moléculaire et ont permis de proposer un mode d'interaction avec la membrane, d'identifier la position des canaux d'accès ainsi que de déterminer la topologie du site actif. Enfin, un docking des premiers substrats exogènes au sein du site actif du CYP2U1 a permis de confirmer la régioselectivité des hydroxylations catalysées par le CYP2U1.

Les bases de données des plans d'assurance maladie permettent de reconstruire l'évolution des patients dans le système de soins sans influencer le comportement du prescripteur ou du patient. Les troubles dépressifs sont largement étudiés en population générale, ils ont cependant fait l'objet d'une attention tardive chez le sujet âgé. Malgré les singularités de la dépression chez les sujets âgés, les traitements demeurent efficaces dans cette population. L'objectif de ce travail était d'utiliser une base de données de remboursements afin de comparer la prise en charge de la dépression chez les sujets âgés de 65 ans et plus et les adultes plus jeunes. Nous avons comparé 6 316 sujets dépressifs âgés à 25 264 sujets dépressifs adultes plus jeunes, en termes d'initiation et de durée de traitement antidépresseur. Comparé à l'échantillon plus jeune, notre échantillon de sujets âgés est apparu sous-traité alors que les sujets âgés initiant un traitement semblaient mieux y adhérer. La présence de comorbidités favorisait l'initiation d'un traitement sans être associé à une durée de traitement différente. De plus, une amélioration du remboursement des médicaments dans notre population fut concomitante d'un allongement de la durée de traitement chez les sujets âgés. Ces résultats, supportés par d'autres études plus classiques, suggèrent que la déviation ? de données collectées à des fins autres que la recherche épidémiologique est une approche permettant d'étudier des cohortes de patients en conditions réelles de prescription, de décrire des groupes spécifiques de patients et de mesurer des expositions médicamenteuses ainsi que de potentiels impacts de politiques de santé.