Aujourd'hui, la transplantation est le seul traitement efficace proposé aux patients souffrant d'une insuffisance hépatique aiguë ou fulminante. La pénurie actuelle de greffons se traduit par un taux de mortalité élevé chez les patients en attente urgente d'un organe. La nécessité de disposer d'un système de suppléance hépatique transitoire apparaît donc primordiale. Un organe bioartificiel exploitant les performances potentielles de cellules (hépatocytes dans le cas d'un foie bioartificiel) permettrait de suppléer le large éventail de ses fonctions métaboliques. Notre équipe propose le concept d'un bioréacteur à lit fluidisé contenant des hépatocytes, issus de la lignée cellulaire humaine C3a, immobilisés dans des billes d'alginate. Dans ce travail l'objectif a été d'analyser le fonctionnement du système de suppléance hépatique extracorporel par la mise en place d'un modèle in vitro se rapprochant au mieux de la situation in vivo. La présence de cellules au sein des billes d'alginate n'a pas d'influence sur le comportement global du lit fluidisé alors que l'emploi de plasma, de masse volumique proche des billes, peut engendrer une instabilité. Ensuite, l'organisation, la viabilité et les fonctionnalités (synthèse d'albumine, production d'urée et capacité d'élimination de l'ammoniac) des hépatocytes à l'intérieur des billes d'alginate ont été étudiés en conditions statiques et dynamiques. Dans le bioréacteur, les hépatocytes gardent leurs pleines potentialités. Pour l'urée, l'encapsulation semble améliorer le métabolisme. Il apparaît que la sortie de l'albumine des billes est améliorée par la fluidisation. Enfin, nous avons montré que les contraintes dans le bioréacteur ne provoque qu'une faible altération des propriétés mécaniques des billes après 6 heures d'utilisation. Au vu des fonctions métaboliques assumées par les hépatocytes C3a encapsulés dans des billes d'alginate, l'emploi de ce dispositif en vue d'une suppléance hépatique pourra être envisagé.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Chez les métazoaires, la mobilisation des éléments transposables est régulée par de petits ARN non codants appelés piARN pour "PIWI interacting RNA". Cette répression est très étudiée dans la lignée germinale adulte où elle est particulièrement efficace. Néanmoins, la mobilisation de ces éléments doit être régulée tout au long du développement de la lignée germinale, qui transmet l’information génétique à travers les générations. Durant ma thèse, j’ai utilisé le modèle D. melanogaster pour étudier la répression des éléments transposables au cours du développement de la lignée germinale femelle. J’ai ainsi pu montrer qu’une répression fonctionnelle par les piARN existe dès la fin de l’embryogenèse et que les gènes liés à la régulation chez l'adulte sont également nécessaires pour la répression au cours du développement. L’analyse de données de séquençage haut débit m’a permis de mettre en évidence la production de novo de piARN fonctionnels dans les gonades en formation. De plus, comme dans les ovaires adultes, j'ai pu remarquer une répression incomplète, ressemblant à la variégation, à tous les stades du développement. Des expériences de lignage cellulaire suggèrent fortement qu'une mémoire épigénétique précoce est initiée dans les cellules germinales embryonnaires et maintenue jusqu'au stade adulte. L'implication de l'Heterochromatin Protein 1a (HP1a) dans la production des piARN télomériques montrée par séquençage des piARN pourrait expliquer ce phénomène . Les données présentées ici montrent que piARN et leurs partenaires protéiques sont les composants d'un système de répression épigénétique continu tout au long de la vie des cellules germinales. / In metazoan germ cells, transposable element activity is repressed by small noncoding PIWI-associated RNAs (piRNAs). Numerous investigations in Drosophila have enlightened the mechanism of this repression in the adult germline. However, very little is known about piRNA-mediated repression during germline development. Nevertheless, to maintain the integrity of the genome, repression should occur throughout the lifespan of germ cells. During my PhD, I show that piRNA-mediated repression is active in the female germline, from late embryonic to pupal primordial germ cells, and that genes related to the adult piRNA pathway are required for repression during development. rhino-dependent piRNAs, exhibiting the molecular signature of the piRNA pathway "ping-pong" amplification step, are detected in larval gonads, arguing for de novo biogenesis of functional piRNAs during development. I also show that production of telomeric piRNAs depends on Heterochromatin Protein 1a (HP1a). Furthermore, as in adult ovaries, I observe an incomplete, bimodal and stochastic repression resembling variegation at all developmental stages. Clonal analyzes of this incomplete silencing strongly suggest that a cellular memory of an early repression decision is initiated in embryonic germ cells and further maintained until the adult stage. Taken together, the data presented here show that piRNAs and their associated proteins are epigenetic components of a continuous repression system throughout germ cell development.

Dans leur environnement naturel, les plantes sont constamment exposées aux stress de nature biotique et abiotiques. Aussi, pour maintenir leur croissance et achever leur cycle de développement, les plantes ont développé des mécanismes rapides et efficaces leur permettant de percevoir, de décoder ces signaux de l'environnement et de mettre en places des réponses adaptées. S'il est à présent admis que le calcium joue un rôle crucial en tant que second messager, les mécanismes de décodage jouent eux aussi des rôles indispensables. Parmi les calcium sensors les mieux caractérisés, la calmoduline (CaM) est certainement la plus étudiée. La CaM est retrouvée chez tous les eucaryotes et contribue à la signalisation cellulaire en interagissant avec de nombreuses protéines cibles au cours du développement et en réponse au stress. Cependant, contrairement aux autres eucaryotes, les plantes se caractérisent par la présence dans leur génome de nombreux gènes codant des protéines apparentées à la CaM appelées CalModulin-Like (CMLs) dont les rôles restent encore à révéler. Au cours de ce travail, une analyse moléculaire des CaM et des CML a été réalisée au sein de la lignée verte (des algues aux plantes supérieures). Nous avons montré que l'émergence des CaM et des CMLs mais aussi leur nombre ont évolué au cours des processus de colonisation de la terre par les plantes et que l'émergence de nouvelles classes de CMLs est concomitante de l'apparition de nouvelles fonctions ou organes. Le travail s'est ensuite focalisé sur l'analyse fonctionnelle de CML8 et de CML11 et il a été montré que CML8 est impliqué dans le développement des plantes en particulier dans le développement des racines latérales et la ramification mais également dans l'immunité des plantes contre Pseudomonas syringae et Ralstonia solanacearum en tant que régulateur positif. Les mécanismes moléculaires restent encore à préciser mais CML8 serait impliquée dans l'ETS (Effector Triggered Susceptibility) en lien avec la voie de l'acide salicylique plutôt qu'avec les processus de PTI (PAMP Triggered Immunity) en réponse à Pseudomonas. Concernant CML11, cette CML se caractérise par la présence d'un domaine PolyQ. Si le profil d'expression de CML11 est différent de CML8, l'analyse fonctionnelle n'a pu être qu'initiée pendant ce travail avec un intérêt particulier pour le rôle joué par le domaine polyQ. / Plants are continuously exposed to a variety of unfavorable environmental conditions including biotic and abiotic stresses. To maintain their growth and achieve their development cycle, plant evolved efficient and rapid mechanisms to perceive, transduce and respond to these signals. It is now well-known that calcium plays a crucial role as a secondary messenger in the implementation of adaptative responses. However, the calcium signals need to be decoded and relayed by calcium sensors such as calmodulin to downstram target proteins to trigger specific responses. Calmodulin (CaM) is a well-studied calcium sensor which is ubiquitous in all eukaryotes and that contributes to signaling during developmental processes and stress responses. However, compared to other eukaryotes, plants possess a remarkable variety of CaM-like proteins (CMLs) for which the role remain to be elucidated. CaM and CML evolution analysis among the green lineage from algae to land plants shows that CaM and CMLs evolved during the terrestrial colonization of plants and that the emergence of new CML classes appeared throughout the green lineage and correlated with the acquisition of novel biological traits. The functional analysis of two closely relative protein CML8 and CML11 showed that CML8 is involved in plant development by affecting lateral root formation and shoot branching but also as a positive regulator in plant immunity against Pseudomonas syringae and Ralstonia solanacearum phytopathogenic bacteria. The molecular mechanisms controlled by CML8 are still unsolved but we propose that CML8 may participate in ETS (Effector Triggered Susceptibility) through a salicylic acid dependent pathway rather than in PTI (PAMP Triggered Immunity) in response to Pst inoculation. Concerning CML11, this protein is characterized by the presence of a polyQ domain. While its gene expression profile is different from CML8, its functional analysis was initiated during this work with a particular focus on the polyQ domain.

L’alimentation peut être à l’origine d’une exposition aux xénobiotiques. Les différentes étapes entre la production et la consommation peuvent être sources de contaminations de cet aliment. L’objectif de ce travail de thèse est de vérifier deux toxicités s’exprimant à faible dose : la génotoxicité et la perturbation endocrinienne. Les xénobiotiques étudiés sont une dioxine (la TCDD, polluant de l’environnement), le glyphosate et ses formulations de Roundup (pesticides), le 5-hydroxyméthylfurfural (molécule néoformée) et le bisphénol F (contaminant d’emballage). Le modèle cellulaire choisi est la lignée cellulaire HepG2, issue d’un hépatocarcinome d’origine humaine. Ces cellules sont un modèle pertinent car elles possèdent des capacités métaboliques bien caractérisées et que les contaminants étudiés sont tous hépatotoxiques. Les résultats ont permis de montrer, avec un test d’activation transcriptionnelle, que les quatre formulations de Roundup étaient antioestrogèniques et antiandrogèniques. Le glyphosate ne présentait que des effets antiandrogèniques. De plus, les formulations modifient l’activité de l’aromatase dans les cellules HepG2. Après quatre heures de contact, le Roundup à 400 g/L présente des effets génotoxiques mais non liés à un stress oxydatif, dans le test des comètes. Il présente également des effets apoptotiques. Les différences observées entre les formulations et les différents éléments de la formulation (le glyphosate et l’adjuvant POEA) suggèrent un « effet mélange ». Le modèle HepG2 a également permis de montrer que le 5-HMF est une molécule progénotoxique à des concentrations non cytotoxiques dans le test des comètes. De plus, il a permis de mettre en évidence le fait que le BPF est la molécule la plus active en matière de génotoxicité et de perturbation endocrinienne, par comparaison avec ses métabolites. Parallèlement, la mise en place d’un modèle stablement transfecté issu des cellules HepG2 a été initiée pour vérifier les potentiels effets (anti)oestrogèniques. Parallèlement, les mécanismes cellulaires et moléculaires à l’origine des effets toxiques observés ont été étudiés. Ainsi, il a été montré que les cellules HepG2 métabolisent le BPF (30% à 25 μM) en sulfoconjugué alors que les hépatocytes humains le métabolisent en sulfoconjugué et/ou glucuroconjugué (100% à 25 μM) avec une différence interindividuelle. Enfin, il a été vérifié, in vitro et dans les conditions expérimentales de l’étude le rôle de ERalpha dans les effets toxiques de la TCDD. Ainsi, un effet anti-oestrogènique de la TCDD sur ERE et un effet potentialisateur de E2 sur l’effet de la TCDD sur XRE ont été mis en évidence. Les tests in vitro ont permis la mise en évidence d’effets toxiques de contaminants de l’alimentation et ont ainsi leur place dans l’évaluation du risque. / Food can expose Human to xenobiotics. Indeed, the various steps between production and consumption can be at the origin of food contaminations, either with natural or chemical substances. The objective of this work was to test two toxicities exhibited at low doses: genotoxicity and endocrine disruption. Xenobiotics studied are a dioxin (TCDD, environmental pollutant), glyphosate and different Roundup formulations (pesticides), 5-hydroxymethylfurfural (neoformed compound) and bisphenol F (food packaging contaminant). The model is the HepG2 cell line derived from a human hepatocarcinoma. These cells are chose because they have well-characterized metabolic capacities and all contaminants studied are hepatotoxic. Using transcriptional activation assay, we have shown that the four formulations of Roundup were anti-estrogenic and anti-androgenic. Glyphosate was only anti-androgenic. Furthermore, formulations were able to modify the aromatase activity in HepG2 cells. After 4 hours of contact, the formulation at 400g/L induced genotoxic effect (comet assay) which was not correlated to an oxidative stress or an apoptotic effect (caspase 3,7 activation). The differences observed between the formulation and its components (glyphosate and POEA) suggest a “mixture effect”. We have shown that 5-HMF is a progenotoxic molecule at noncytotoxic concentrations in the comet assay. Also, we have demonstrated that BPF is the most active molecule in genotoxicity and endocrine disruption assays compared to its metabolites. In parallel, the establishment of a stably transfected HepG2 cell line in order to assess the potential (anti)estrogenic effects was initiated.Cellular and molecular mechanisms involved in the toxic effects was also studied. Thus, HepG2 cells metabolized BPF to sulfate metabolite (30% at 25μM), whereas human hepatocytes produced the sulfate and / or glucuronide conjugates (100% at 25μM) with aninterindividual difference. Finally, in vitro and in our experimental conditions, the role of ERin the toxic effects of TCDD was investigated. Using transcriptional activity, TCDD was shown anti-estrogenic on ER. Furthermore, a potention of E2 on transcriptional activity of TCDD induced via AhR was demonstrated. Finally, in vitro assays was used to assess xenobiotic toxicity. They are relevant to in risk assessment.

Les Eléments Transposables (ET) sont des parasites du génome caractérisés par leur capacité à se répliquer plus rapidement que les autres éléments génétiques du génome. La régulation par la voie des piARN joue un rôle essentiel pour limiter l’expansion des ET dans les lignées germinales des animaux.La première question posée est comment le génome répond face à une nouvelle invasion par un ET. Dans ce but, nous avons introduit le transposon de Classe II mariner (sous-famille mos1) chez D. melanogaster, qui ne contient naturellement pas l’élément. Nous avons montré, qu’après son amplification autonome dans le génome, l’élément avait atteint un équilibre en termes de nombre de copies, depuis qu’une régulation de novo par les piARN avait été acquise.Deuxièmement, nous avons étudié la mobilisation de l’élément mariner au cours du processus de colonisation des régions géographiques tempérées. A partir d’un large panel de populations naturelles nous avons trouvé que l’activité moyenne de mariner était remarquablement augmentée dans les populations non-Africaines en comparaison aux populations Africaines. Ces variations peuvent s’expliquer par un fort polymorphisme d’expression (transcriptionnel et traductionnel) des gènes de la voie des piARN.Le troisième chapitre soutient que la forte activité des ET dans la lignée germinale mâle est un phénomène global chez les drosophiles. Par ailleurs, le contenu en ET chez les espèces sœurs (D. melanogaster et D. simulans) a fortement divergé et, cela a affecté la réponse associée à la production des piARN. Chez D. melanogaster, de nombreux « burst » de transposition ont eut lieu récemment. Ces familles d’ET sont activement réprimées par les piARN dans l’ovaire et donc, se retrouvent massivement surexprimés dans les testicules. Chez D. simulans, nous pensons que la réponse par les piARN résulte principalement d’une régulation passée qui semble être la relique d’anciennes invasions d’ET.La voie des piARN est supposé être « garante de l’intégrité du génome » de par son rôle actif dans la défense contre les ET. Cependant, si la sélection naturelle purge les génomes de ces parasites délétères, il semble que les mécanismes de régulation de l’hôte contribuent au maintien de l’homéostasie du génome en limitant leur expansion, et quelque part en favoriser le maintien sur long terme. Ainsi, une autre interprétation pourrait être que la voie des piARN est « garante de la diversification du génome » de par son rôle à faciliter l’accumulation des ET. / Transposable Elements (TEs) are genomic parasites characterized by their ability to replicate faster than any other genetic element in the genomes. The piRNA mediated silencing is of central importance to limit TE expansion in the germline of animal species. The present dissertation explores the relationship between TEs and piRNAs alongside their evolutionary dynamics.The first question raised here was to understand how the genome responds to a new TE invasion. For that purpose, we injected a mariner Class II transposon into D. melanogaster genome that does not naturally contain the element. We found that, after its self-replication into the genome, the element have reached a copy number equilibrium since a de novo piRNA mediated regulation have been acquired.Second, we studied the mariner rewiring activity during the colonization of geographical temperate regions. From a large sampling of D. simulans natural populations, we found the mean activity of mariner to be strikingly higher in non-African populations compared to the African ones. These findings support the idea that selection acting on piRNA effector proteins has been of central importance to explain TE lineages diversification during colonization process.The third chapter provides evidences to propose that, the strong TE activity in testes, is a general phenomenon in Drosophila. We also observed that TE landscape divergence between the two sister species, have affected the genomic response mediated by the piRNAs. As a response of their recent bursts of transposition, TEs overexpressed in testes are preferentially silenced by piRNAs in D. melanogaster ovaries. By contrast, we assumed the D. simulans piRNA response to be the relic of a past regulation that still persists mostly against inactive TEs.The piRNA silencing in the germline, is assumed to be the “vanguard of genome” defense and integrity due to its active role against TEs. However, while natural selection purifies the genome from its deleterious parasites, it seems that the host regulation contributes to genome homeostasis by limiting their expansion, and somehow, favors their longterm maintenance. Thus, another interpretation would have been that piRNA silencing is the “vanguard of genome” diversification due to its active role in facilitating TE accumulation

Dans ce travail de recherche nous nous intéressons à un objet particulier : la conception de lignées de services complexes. Nous étudions cet objet dans un contexte particulier lui aussi, celui de la Défense en Europe. Chacun de ces termes est porteur d’interrogations : que sont les services dans l’armement ? ; en quoi sont-ils complexes ? ; qu’est-ce qu’une lignée de service ? Ces services se caractérisent principalement par une durée de la relation s’inscrivant dans le temps long, de l’ordre de plusieurs décennies, sans commune mesure avec les services le plus souvent étudiés. La complexité de l’écosystème d’acteurs – mêlant public et privé – ainsi que celle intrinsèque aux produits et systèmes d’armement – systèmes de missiles, avions de combat, sous-marins nucléaires, etc. – contribuent également à l’originalité et la valeur de notre objet d’étude. La lignée, issue du monde de la conception innovante de produits, se caractérise sous deux dimensions en interaction : la succession de projets et l’accumulation des connaissances. Là encore, ces deux dimensions sont souvent absentes de la recherche sur les services. Dans l’optique de conception qui est la nôtre, les premières questions en appellent deux autres : comment représenter de tels services ? ; et comment organiser les fonctions de conception et notamment la création des connaissances nouvelles, innovantes, nécessaires à la co-conception et à la co-production du service par l’ensemble des acteurs ? Nous avons mené cette recherche au plus près du terrain. Intégré durant trois ans au sein d’un grand groupe Européen de défense (au titre d’une convention CIFRE), directement impliqué dans différents projets de conception de services innovants, nous avons été confronté d’un point de vue pratique autant que théorique à ces questions. Les travaux s’articulent autour de ces projets ainsi que d’une étude de cas comparative entre des projets de service de défense en France et au Royaume-Uni. À ce titre, le doctorant a effectué une période de six mois en tant que visiting PhD à l’Université de Cambridge. Quoi qu’ancrée dans un secteur particulier, notre recherche est porteuse d’enseignements à la portée plus générale pour la recherche comme pour les praticiens. À la fois Issu des cas et utilisé comme grille de lecture de ces mêmes cas, l’outil ReADy – pour Référentiel d’Analyse Dynamique de la valeur de service – est le principal apport conceptuel de nos travaux. Par la tension qu’il introduit entre ses deux composantes que sont le concept et le contrat, il contribue à représenter et concevoir la succession des projets de service. Par la notion de communauté d’apprentissage, en lien avec ReADy, nous mettons en lumière les principaux mécanismes de la création des connaissances nécessaires à la mise en place d’une lignée de services complexes. / In this research we look at a singular object: lineages of complex services design. We study this object in a context singular in itself, which is the European Defence Sector. Each of the above terms raises questions: what are services in the defence sector? What makes them complex? What is a service lineage? The services we look at are characterised by the duration of the relationship, to be counted in decades, without measure with the ones most commonly studied. The complexity of the ecosystem of actors – comprising public and private sectors – and that of the underlying products and systems – e.g. missiles systems, fighter aircrafts or nuclear submarines – also contribute to the originality and the value of the object of our research. The concept of lineage, rooted in the innovative design of products, is best described by the interplay between the succession of projects and the accumulation of knowledge. Here again, both dimension are most often overlooked in service research. In our perspective of service design, our first questions call for two others: how to describe such services? and how to organise the design functions in such manner that new knowledge is created and shared to allow co-design and co-production of the service by the whole ecosystem of actors?Our research was conducted in close proximity with the actual field. Fully integrated within the organisation of a major player in the European defence sector (as per a CIFRE convention), the researcher was hands-on with several innovative service design projects and confronted with the above questions on both theoretical and practical perspectives. These projects are at the heart of our research, together with a comparative case study of defence services in France and the United-Kingdom. To that effect, a six month visiting PhD period was conducted in the University of Cambridge.Although being rooted in a singular context, our research bears more general insights for academia and practitioners alike. Coming from the case material and used to shed light on it as well, our ‘Dynamic Analysis of service value Referential ‘, dubbed ReADy, is the main theoretical contribution of our work. By the tension it introduces between its two components – the concept and the contract – it contributes to the description and design of the successions of service projects. With the concept of ‘learning communities’, together with ReADy, we shed light on the main knowledge creation mechanisms at work when implementing a lineage of complex services.

Résumé : L’adénocarcinome colorectal est parmi les plus importants cancers au Canada en terme de mortalité et morbidité. Cependant, nous n’en connaissons encore que peu, entres autres sur les voies cellulaires importantes et les protéines présentant un potentiel comme biomarqueur. Cette étude fut divisée en deux sous-projets. Sous-projet A. Il n’y a présentement aucun biomarqueur permettant de prédire la réponse à la radiothérapie comme modalité de traitement pour le cancer colorectal. Le but de ce sous-projet était de mettre au point les méthodes permettant d’effectuer une étude prospective ou rétrospective par spectrométrie de masse sur la réponse à la radiothérapie en utilisant des échantillons de tissu de patient. Des échantillons de tissu de souris et de tissu humains anonymisés ont été utilisés pour évaluer la faisabilité d’une telle étude. Différentes techniques d’extraction protéique ont été évaluées. Les extraits totaux et fractionnements subcellulaires de tissu frais ont permis une analyse appropriée des protéines cellulaires. Il en était de même pour l’extraction totale de tissus fixés. Cependant, les protéines extraites suite à microdissection au laser de tissu fixé étaient inadéquates et en nombre insuffisant. Sous-projet B. Afin d’investiguer l’importance de fonctions, voies ou protéines dans différents types de cancer colorectaux, neuf lignées cellulaires de cancer colorectal et de côlon normal ont été fractionnées en quatre compartiments subcellulaires et analysées par spectrométrie de masse. Aucun groupe de recherche n’avait analysé jusqu’à présent plus de cinq lignées et plus d’un compartiment subcellulaire à la fois. Les résultats montraient que certaines voies canoniques et fonctions cellulaires étaient de haute importance dans plusieurs des lignées analysées, dont la voie de signalisation par eIF2. De plus, les régulateurs de transcription TP53, MYC et TGFB1, pouvant être responsables des caractéristiques cellulaires observées, ont été identifiés. En conclusion, ce projet nous a permis d’améliorer nos connaissances sur les caractéristiques moléculaires d’importance dans le cancer colorectal et de mettre au point des techniques qui pourraient permettre la découverte de nouveaux biomarqueurs. / Abstract : Colorectal adenocarcinoma is one of the most important cancers in Canada in terms of mortality and morbidity. However, we still know very little on its molecular features. This study was divided into two sub-projects. Sub-project A. At this time, no biomarker has the capacity of predicting a patient’s response to radiotherapy, which is a commonly used treatment of colorectal cancer. The goal of this section was to develop the methods to conduct a prospective or retrospective mass spectrometry study on the patient response to radiotherapy, through the use of human tissues. Mouse tissues and tissues of an anonymous patient were obtained in order to evaluate the feasibility of such a study. Different protein extraction techniques were evaluated. Total lysates and subcellular fractionations of fresh tissues allowed for a successful analysis of the samples. The same was true of total lysates of fixed tissues. However, proteins extracted from cells isolated through laser capture microdissection were insufficient in numbers and their types were inconsistent with the expected results. Sub-project B. In order to study the importance of proteins and cellular functions or pathways in different types of colorectal cancers. nine cell lines originating from colorectal carcinoma and from normal colon were fractionated according to four subcellular compartments and analysed through mass spectrometry. Until now, no research group had analysed, in a single study more than 5 cell lines as well as more than one subcellular compartment at once. Some cellular functions and canonical pathways were shown to be of high importance in many of the studied cell lines, such as the signalling through eIF2 pathway. Furthermore, the transcription regulators TP53, MYC and TGFB1were identified as potentially responsible for the observed proteomic characteristics. In conclusion, this study allowed for a better understanding of important molecular caracteristics of colorectal cancer and allowed for the optimization of techniques that may serve in the discovery of new biomarkers relative to the use of radiotherapy as a treatment.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Yersinia pestis, l'agent de la peste, est une bactérie à Gram-négatif classée comme agent pathogène ré-émergent et potentielle arme de bioterrorisme. De plus, l'apparition d'une souche multi-résistance de cette bactérie souligne la nécessité de mieux comprendre comment cette bactérie hyper-virulente interagit avec son hôte. Afin d'identifier des facteurs génétiques de vulnérabilité à la peste, notre laboratoire travaille sur la réponse de souris résistantes versus sensibles à Y. pestis. Notre stratégie pour identifier les facteurs génétiques impliqués dans la résistance/sensibilité à la peste combine une approche de cartographie de QTL (Quantitative Trait Locus) et d'analyse d'expression génique. Nous avons précédemment décrit la lignée SEG/Pas, issue de Mus spretus, comme la première résistante à une souche virulente de Y. pestis, alors que la plupart des lignées murines de laboratoire, telle que la lignée C57BL/6J, sont extrêmement sensible à la bactérie. Des croisements entre SEG/Pas et C57BL/6J nous ont permis d'identifier trois QTL impliqués dans la résistance à Y. pestis, localisés sur les chromosomes 3, 4 et 6. Deux des QTL (situés sur les chromosomes 4 et 6) ont pu être confirmés par l'analyse de lignées congéniques. Plus de 40 % des femelles bi-congéniques hétérozygotes pour ces deux QTL ont survécu à l'infection, alors que tous les témoins C57BL/6J ont succombé. La dissection de ces deux QTL par l'analyse de lignées sous-congéniques, nous a permis d'affiner l'architecture génétique de la résistance à la peste chez SEG/Pas. Nous avons conclu qu'un minimum de quatre facteurs génétiques, au sein de ces deux QTL, sont nécessaires pour augmenter la résistance à Y. pestis chez la Souris. Cependant, la production de plusieurs lignées congéniques portant le QTL situé sur le chromosome 3, dont une lignée triple congénique, ne nous a pas permis de confirmer l'existence de ce QTL. En parallèle de l'analyse génétique, nous avons déterminé que les macrophages de SEG/Pas et de C57BL/6J présentaient des caractéristiques différentes après exposition à Y. pestis. Une analyse différentielle du profil transcriptionnel des macrophages de ces deux lignées a été réalisée à l'aide de puces à ADN. Nos résultats montrent une forte activation de la production cytokinique dans les macrophages de SEG/Pas en réponse à la bactérie, activation qui n'est pas observée dans la lignée C57BL/6J. Ces résultats suggèrent que les souris SEG/Pas sont capables de mettre en place une réponse immune innée plus forte ou peut-être plus précoce que C57BL/6J. Nous avons ensuite étudié par qRT-PCR l'expression en cinétique de 44 gènes dans des macrophages de SEG/Pas, C57BL/6J et des bi-congéniques portant les QTL sur les chromosomes 4 et 6. Cette étude nous a permis de confirmer que les souris SEG/Pas sont capables se mettre en place une forte réponse inflammatoire lors de l'infection. Cependant, aucune différence significative n'a été observée entre la lignée bicongénique et la lignée parentale C57BL/6J. D'autres expériences seront nécessaires afin de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans la résistance intermédiaire de cette lignée. La dissection génétique associée à l'analyse de l'expression génique de ces lignées résistante et sensible permet d'augmenter notre compréhension de la réponse de l'hôte à Y. pestis. / Yersinia pestis, the agent of plague, is a deadly gram-negative bacterium classified as a re-emerging pathogen and class A biological weapon. The appearance of a multi-resistant strain highlights the need to better understand how this pathogen kills its host. To identify genetic factors of host susceptibility to plague, our laboratory is investigating the response of resistant versus susceptible mice to Y. pestis. Our strategy to decipher genetic determinants involved in resistance to plague combines Quantitative Trait Loci (QTL) mapping with gene expression analysis. We previously described the Mus spretus-derived SEG/Pas strain as the first to resist fully virulent Y. pestis, while most inbred strains, such as C57BL/6, are highly susceptible. Crosses between these two strains identified three QTLs (located on chromosome 3, 4 and 6) contributing to resistance. Two of the QTLs (on chromosome 4 and 6) were confirmed through creation of congenic mice. Up to 40% of the congenic mice heterozygous at these two QTLs, on a C57BL/6J background, survived the infection while all C57BL/6J mice died. Further dissection of these two QTLs, through the use of subcongenic strains, enabled us to refine the genetic architecture of resistance to plague in SEG/Pas mice. We concluded that a minimum of four genetic factors, within these two QTLs, are required to increased resistance to Y. pestis in mice. Despite production of numerous congenic strains, including triple congenic mice, we were not able to confirm the existence of the third QTL identified on chromosome 3. In parallel to genetic studies, we determined that SEG/Pas and C57BL/6J macrophages exhibit distinct characteristics upon in vitro exposure to Y. pestis. The underlying molecular differences were investigated by using microarrays. Our results show strong activation of cytokines in SEG/Pas macrophages in response to Y. pestis, which is not found in C57BL/6J macrophages. These results suggest that SEG/Pas mice are able to better activate innate immune response to Y. pestis than C57BL/6J mice.We further studied the expression of 44 genes in a kinetic study on macrophages in vitro of SEG/Pas, C57BL/6J and bicongenic mice (carrying QTLs on chromosome 4 and 6). This study confirmed that SEG/Pas mice are able to build a stronger inflammatory response at early time of infection. Nevertheless no significant differences were observed in the bicongenic strain compared to C57BL/6J. Further studies will be required to understand the mechanisms involved in the intermediate resistance of this strain. This combination of genetic dissection and gene expression analysis of resistant and susceptible mouse strains will enhance our ability to better understand the host response to plague.