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Les principales caractéristiques neuropathologiques de la maladie d’Alzheimer (MA) sont les plaques séniles extracellulaires composées de peptide amyloïde β (Aβ) et les enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires composés de Tau hyperphosphorylé. Les mécanismes conduisant à la formation de ces lésions sont encore peu connus et le laboratoire a récemment caractériser le gène “bridging integrator 1” (BIN1), deuxième facteur de risque génétique le plus associé au risque de MA, comme facteur de risque potentiellement associé à la pathologie Tau. Une interaction entre les deux protéines a été décrite in vitro et in vivo suggérant que BIN1 pourrait être impliqué dans le développement de la pathologie associée à Tau dans le cadre de la MA. Cependant, ce rôle de l'interaction BIN1-Tau dans le processus pathophysiologique de la MA n'est pas connu et il reste ainsi à déterminer si cette interaction constitue une cible thérapeutique potentielle. Ce projet a visé alors à mieux comprendre les acteurs de cette interaction en identifiant les modulateurs et les voies moléculaires impliquées dans le contrôle de l'interaction BIN1-Tau, puis de déterminer comment cette interaction est modulée dans le contexte de la MA. Nous avons utilisé pour cela des approches complémentaires de biochimie, de résonance magnétique nucléaire et de microscopie confocale. Comme modèle cellulaire, des cultures primaires de neurones de rat ont été utilisées, et la méthode “proximity ligation assay” (PLA) a été développée comme approche principale pour observer l'interaction BIN1-Tau dans ces cellules. Nous avons déterminé que l'interaction se produit entre les domaines SH3 de BIN1 et le PRD de Tau et nous avons démontré que l’interaction est modulée par la phosphorylation de Tau et BIN1: la phosphorylation de la Thréonine 231 de Tau diminue son interaction avec BIN1, tandis que la phosphorylation de BIN1 à la Thréonine 348 (T348) augmente son interaction avec Tau. Nous avons mis au point une approche de criblage d’haut contenu semi-automatisée et basé sur une bibliothèque de composés commerciaux. Ce criblage s’est basé sur des cultures primaires de neurones comme modèle cellulaire et le PLA pour détecter l'interaction BIN1-Tau. Nous avons identifié plusieurs composés capables de moduler l'interaction BIN1-Tau, notamment U0126, un inhibiteur de MEK-1/2, qui diminue cette interaction, et la cyclosporine A, un inhibiteur de la calcineurine, qui au contraire augmente celle-ci en augmentant la phosphorylation de T348 de BIN1. Par ailleurs les “Cyclin-dependent kinases” (CDK) ont été montré comme contrôlant aussi ce site de phosphorylation. Nous avons donc mis en évidence le couple Calcineurine/CDK comme contrôlant la phosphorylation T348 de Bin1 et donc l’interaction BIN1-Tau. Nous avons également développé un modèle murin de tauopathie dans lequel nous avons surexprimé BIN1 humain. Nous avons observé que la surexpression de BIN1 résorbait les déficits de mémoire à long terme et réduisait la présence d'inclusions intracellulaires de Tau phosphorylée, provoquées par la surexpression de Tau, ce qui était associé à une augmentation de l'interaction BIN1-Tau. En utilisant des échantillons de cerveau humain post-mortem, nous avons observé que les niveaux de l’isoforme BIN1 neuronal étaient diminués dans les cerveaux d’AD, alors que les niveaux relatifs de BIN1 phosphorylé à T348 étaient augmentés, suggérant un mécanisme compensatoire. Cette étude a démontré la complexité et la dynamique de l’interaction BIN1-Tau dans les neurones, a révélé des modulateurs et des voies moléculaires potentiellement impliquées dans cette interaction, et a montré que les variations de l’expression ou de l’activité de BIN1 ont des effets directs sur l’apprentissage et la mémoire, possiblement liés à la régulation de son interaction avec Tau. / The main neuropathological hallmarks of Alzheimer’s disease (AD) are the extracellular senile plaques composed of amyloid-β peptide (Aβ) and the intracellular neurofibrillary tangles composed of hyperphosphorylated Tau. The mechanisms leading to the formation of these lesions is not well understood and our lab has recently characterized the bridging integrator 1 (BIN1) gene, the second most associated genetic risk factor of AD and the first genetic risk factor to have a potential link to Tau pathology. The interaction between BIN1 and Tau proteins has been described in vitro and in vivo, which suggests that BIN1 might help us to understand Tau pathology in the context of AD. However, the role of BIN1-Tau interaction in the pathophysiological process of AD is not known, and whether this interaction is a potential therapeutic target remains to be determined. The aim of this project is to better understand the actors of BIN1-Tau interaction through the identification of the modulators and the molecular pathways involved therein, as well as to understand how BIN1-Tau interaction is modulated in the context of AD. We employed biochemistry, nuclear magnetic resonance, and confocal microscopy. We used rat primary neuronal cultures (PNC) as the cellular model and developed the proximity ligation assay (PLA) as the main readout of the BIN1-Tau interaction in cultured neurons. We determined that the interaction occurs between BIN1’s SH3 domain and Tau’s PRD domain, and demonstrated that it is modulated by Tau and BIN1 phosphorylation: phosphorylation of Tau at Threonine 231 decreases its interaction with BIN1, while phosphorylation of BIN1 at Threonine 348 (T348) increases its interaction with Tau. We developed a novel, semi-automated high content screening (HCS) assay based on a commercial compound library, also using PNC as the cellular model and PLA as the readout of BIN1-Tau interaction. We identified several compounds that are able to modulate the BIN1-Tau interaction, most notably U0126, an inhibitor of MEK-1/2, which reduced the interaction, and Cyclosporin A, an inhibitor of Calcineurin, which increased the interaction through increasing the BIN1 phosphorylation at T348. Furthermore, Cyclin-dependent kinases (CDK) were also shown as regulator of this phosphorylation site. These results suggest that the couple Calcineurin/CDK regulates BIN1 phosphorylation at T348 and consequently the BIN1-Tau interaction. We also developed a mouse model of tauopathy in which we overexpressed human BIN1. We observed that the overexpression of BIN1 rescued the long-term memory deficits and reduced the presence of intracellular inclusions of phosphorylated Tau, caused by Tau overexpression, and this was associated with an increase of BIN1-Tau interaction. Also, using post-mortem human brain samples, we observed that the levels of the neuronal BIN1 isoform were decreased in AD brains, whereas the relative levels of BIN1 phosphorylated at T348 were increased, suggesting a compensatory mechanism. Altogether, this study demonstrated the complexity and the dynamics of BIN1-Tau interaction in neurons, revealed modulators of and molecular pathways potentially involved in this interaction, and showed that variations in BIN1 expression or activity have direct effects on learning and memory, possibly linked to the regulation of its interaction with Tau.

Une craniosynostose est une pathologie caractérisée par la fusion prématurée d'une ou plusieurs sutures crâniennes. C'est un défaut de naissance assez fréquent (1/2500 naissances) qui résulte en une forme anormale du crâne et qui peut être accompagné d'une déficience mentale dans certains cas. Des mutations du gène TWIST1, qui encode un facteur de transcription basique Helix-Loop-Helix (bHLH) de classe II, causent le syndrome de Saethre-Chotzen qui est associé à une synostose de la suture coronale (El Ghouzzi et al. 1997; Howard et al. 1997). Un nouveau gène a récemment été découvert comme étant une nouvelle cause du syndrome Saethre-Chotzen ainsi que de synostose coronale asyndromique (Sharma, Fenwick, Brockop, et al., 2013): il s'agit du gène TCF12, qui encode un facteur de transcription bHLH de classe I.Nous démontrons qu'une reduction de l'expression génique de Twist1 et Tcf12 chez la souris cause une synostose coronale, et nous suggérons que les protéines bHLH Twist1 et Tcf12 forment des hétérodimères dont le dosage est critique pour le développement de la suture coronale.Nous nous concentrons aussi sur Twist1 et prouvons que son expression est requise dans les tissus dérivant du mésoderme ainsi que ceux dérivant des crêtes neurales pour le développement normal de la suture coronale.De plus, nous notons que dans la suture coronale, Twist1 exclut Notch2 afin de garder la suture ouverte, et beta-catenin joue un rôle dans la maintenance de l'ouverture de la suture en ciblant Jagged1 lors du développement de la suture coronale chez la souris.Enfin, nous mentionnons de nouveaux gènes qui pourraient avoir un impact sur le développement normal de la suture coronale: Aggrecan, Goosecoid, Gucy1a3 et Gucy1b3. / Craniosynostosis, the premature fusion of one or more cranial sutures, is a common birth defect (1/2500 live births) that results in abnormalities in skull shape and sometimes in neurological deficiencies (Wilkie, 1997; Wilkie and Morriss-Kay, 2001). Mutations in TWIST1, which encodes a class II basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor, cause Saethre-Chotzen syndrome, associated with coronal synostosis (El Ghouzzi et al. 1997; Howard et al. 1997). We recently discovered a new craniosynostosis gene, TCF12, which encodes a class I bHLH transcription factor. Tcf12 causes.Saethre-Chotzen syndrome and asyndromic coronal synostosis. (Sharma, Fenwick, Brockop, et al., 2013). We show that a reduction in the dosage of Twist1 and Tcf12 in mouse causes coronal synostosis, and we suggest that the Twist1 and Tcf12 form heterodimers whose dosage is critical for coronal suture development. We also demonstrate that Twist1 is required in both neural-crest and mesoderm-derived tissues for the normal coronal suture development. Moreover, we show that in the coronal suture, Twist1 excludes Notch2 thus maintaining suture patency. and we show that beta-catenin also plays a role in the maintenance of suture patency by regulating Jagged1. Finally, we identified Aggrecan, Goosecoid, Gucy1a3 and Gucy1b3 as Twist1-regulated genes that could have an impact on the normal development of the coronal suture.

Cette thèse a pour objectif l¤étude des mécanismes d¤interaction inter-couche et leurs applications pour des algorithmes adaptatifs pour contrôler les paramètres de transmission. Après une description rapide des protocoles des couches liaison et physiques du standard IEEE 802.11, nous présentons une analyse de performance des modes de transmission spécifiés par les normes 802.11a/b. La deuxième contribution de cette thèse porte sur la modélisation des réseaux 802.11. Nous proposons un modèle analytique qui prend en compte la position des terminaux radio par rapport au point d¤accès afin d¤évaluer les performances de la couche MAC. Nous proposons ensuite de nouveaux mécanismes de sélection du débit de transmission physique. Nous avons élaboré l¤algorithme AARF, basé sur l¤algorithme ARF, qui s'intéresse à la classe des terminaux dits à faible latence et offre des services d¤adaptation à court et à long terme. Un autre algorithme basé sur les mêmes idées que celles développées pour AARF, mais conçu pour fonctionner avec des systèmes à grande latence, a été implanté et expérimenté sur des terminaux à base du processeur Atheros. Enfin, nous avons élaboré un troisième algorithme de contrôle dynamique du mode de transmission en boucle fermée appelé CLARA qui est compatible avec les standards 802.11a/b/g. La dernière contribution de cette thèse porte sur l¤optimisation de la transmission de flots multimédias temps réel sur des réseaux 802.11. Nous présentons MORSA, un mécanisme d¤optimisation inter-couche efficace qui permet de sélectionner le mode de transmission à utiliser en fonction de l'état du canal de transmission et des caractéristiques de l'application.

Localisation des molécules d'eau par RMN à l'état solide à la température de l'azote liquide ; mise en évidence d'un comportement conducteur protonique à partir de 235 K. Insertion redox de ferrocène conduisant au composé VOPO...

L'os humain est à la fois un matériau (tissu osseux) et une structure (e.g., le fémur). Les traumatismes engendrent des défaillances (fractures) structurelles évidentes de l'os, mais l'intégrité mécanique de celui-ci peut aussi être atteinte d'une manière insidieuse, et non moins dangereuse, par certaines maladies. Très schématiquement, on peut dire que les traumatismes sont la cause de macrofractures (à la structure-os), et les maladies la cause de microfractures (du matériau-os). Celles-ci se développent progressivement en macrofractures, et si des soins ne sont pas prodigués ou efficaces, l'os perd sa fonction de soutien. Cette thèse concerne essentiellement une des maladies de l'os : l'ostéoporose. Pour traiter cette maladie, et/ou prévenir les macrofractures dont elle est à terme la cause, il faut d'abord en faire le diagnostic. Ce problème est compliqué du fait qu'il s'agit d'une caractérisation (essentiellement mécanique) de matériau vivant et qu'il est impératif que le sondage soit de type non-destructif, surtout si l'examen doit se répéter souvent (notamment pour suivre les progrès d'un traitement). Le travail de cette thèse concerne donc le développement de nouvelles méthodes, et/ou l'amélioration de méthodes plus anciennes relatives à l'évaluation non-destructive (END) d'altérations mécaniques du tissu osseux en rapport avec l'ostéoporose. Comme l'END est aussi un terme employé pour la caractérisation de matériaux inertes, le domaine d'application de ce travail dépasse celui des matériaux vivants.

Les pratiques culturales modifient l'architecture des couverts de manière à augmenter ou diminuer le développement des épidémies mais les processus mis en jeu sont complexes ; des modèles mécanistes simulant l'interaction entre plante et pathogène devraient aider à les clarifier. Les modèles de Plantes Virtuelles, qui permettent de décrire explicitement la structure tridimensionnelle de la plante, semblent particulièrement prometteurs pour exprimer les effets de l'architecture de la plante sur le développement des épidémies. L'objectif de cette étude est d'examiner la possibilité de simuler l'effet de l'architecture des plantes sur le développement de la maladie en utilisant un modèle Plante Virtuelle. Dans ce travail, nous nous intéressons au pathosystème blé-Septoria tritici, dans lequel l'architecture joue un rôle important. En effet, les spores de Septoria tritici sont propagées par les éclaboussures de pluie depuis les feuilles infectées du bas du couvert vers les nouvelles feuilles saines. Notre travail s'est appuyé sur un modèle pré-existant d'épidémie de la septoriose, Septo3D. L'architecture du blé a été étudiée pour une gamme de densités et de date de semis. Les différences de phyllochrone entre traitements ont été dans une gamme susceptible de modifier le développement de la septoriose. Ces variations ont été représentées par un modèle descriptif qui tient compte du nombre de feuilles final et de la photopériode. Une description détaillée des variables d'architecture à l'échelle des organes et du couvert a fourni une documentation originale et complète sur la plasticité de l'architecture du blé. Ces données ont été utilisées pour paramétrer la description du blé dans Septo3D. Globalement, les traitements étudiés ont conduit à de fortes différences de la densité de végétation au cours du temps. Les dynamiques de développement de la septoriose ont été suivies pour trois traitements de densités contrastées. Les cinétiques de la maladie simulées par le modèle étaient conformes aux mesures expérimentales. Bien que, l'approche nécessite davantage de validation, les résultats confirment que l'approche Plante Virtuelle apporte un nouvel éclairage sur les processus et les caractéristiques des plantes qui impactent les épidémies. En conclusion, nous proposons quelques perspectives en vue de nouvelles applications et améliorations de l'approche.

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.

Ce travail présente quelques résultats sur les systèmes de particules en interaction pour l'interprétation probabiliste des équations aux dérivées partielles, avec des applications à des questions de dynamique moléculaire et de chimie quantique. On présente notamment une méthode particulaire permettant d'analyser le processus de la force biaisante adaptative, utilisé en dynamique moléculaire pour le calcul de différences d'énergies libres. On étudie également la sensibilité de dynamiques stochastiques par rapport à un paramètre, en vue du calcul des forces dans l'approximation de Born-Oppenheimer pour rechercher l'état quantique fondamental de molécules. Enfin, on présente un schéma numérique basé sur un système de particules pour résoudre des lois de conservation scalaires, avec un terme de diffusion anormale se traduisant par une dynamique de sauts sur les particules

Ce document propose une modélisation indirecte par sous-structuration des vibrations d'origine ferroviaire transmises aux bâtiments par le sol. La méthodologie globale est empruntée à la méthode des mobilités dans laquelle chaque sous-structure est caractérisée par sa mobilité. L'excitation est représentée par une force ponctuelle en surface du sol ou par une ligne de forces décorréllées. Elle est néanmoins calibrée sur des résultats expérimentaux. Une attention particulière a été portée à la caractérisation des comportements vibratoires des éléments du problème. La plupart des représentations de l'ensemble sol-fondations est effectuée à l'aide d'un code FEM-BEM en 2 et 2.5 dimensions. Le bâtiment est modélisé par différentes techniques : FEM, BEM, SEA et ondulatoire. Une approche probabiliste permet d'évaluer l'impact de la variabilité des sols environnent sur la mobilité des fondations. Les impédances stochastiques qui en découlent sont intégrées aux modèles de propagation. Leurs impacts sur les vibrations du bâtiment sont alors accessibles. La méthodologie permet d'obtenir les niveaux vibratoires des composantes du bâtiment