Notre étude concerne une population de Mixodiaptomus laciniatus vivant dans un lac de montagne oligotrophe du Massif Central. Dans cet écosystème, le zooplancton est dominé par ce copépode qui, grâce à des réserves lipidiques, peut rester actif toute l'année. Nous avons donc voulu préciser comment ces réserves étaient accumulées et utilisées par les différents stades du calanoïde. Chez celui-ci, l'accumulation des réseves lipidiques dépend des ressources alimentaires, mais aussi de son stade de développement. Les relations trophiques liant ce microcrustacé aux communautés microbiennes ont été étudiées par l'utilisation concomitante de marqueurs chémotaxonomiques de type pigments, acides gras et stérols. Cette étude souligne l'importance du bloom phytoplanctonique automnal et laisse suggérer que Mixodiaptomus, par son cycle de développement, a pu mettre en place un ensemble de stratégies écologiques, physiologiques et biochimiques afin d'assurer sa pérennité dans cet écosystème

Ce travail de thèse porte sur l'encapsulation du β-carotène (βC) dans des nanocapsules lipidiques (NCLs) formulées avec des constituants de grade alimentaire, afin d'augmenter sa biodisponibilité. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence, in vitro, que les NCLs étaient dégradées par l'association de sels biliaires et d'enzymes pancréatiques. La déstabilisation des NCLs pourrait rendre le βC accessible à l'absorption grâce à son inclusion dans des structures de type micellaire. Dans un deuxième temps, la modélisation des propriétés rhéologiques et électriques de l'interface des NCLs a été réalisée par tensiométrie et zétamétrie. Ces études ont montré que l'encapsulation du βC n'avait pas d'impact sur les propriétés rhéologiques et électrophorétiques de l'interface. Une étude sur matrice modèle (émulsion alimentaire complexe) a montré que l'inclusion du βC dans les NCLs protégeait le βC et augmentait ses propriétés antioxydantes. Enfin, des études in vivo chez le rat ont souligné que l'encapsulation d'un composé radiomarqué lipophile augmentait son absorption intestinale. Ce système devrait par conséquent augmenter la biodisponibilité du βC grâce à sa solubilisation dans le coeur lipidique et la dispersion fine de la phase huileuse dans un milieu digestif.

Les nanocapsules lipidiques (NCL) sont une formulation sans solvant permettant d'encapsuler des principes actifs liposolubles comme le paclitaxel. Leurs propriétés sont : taille inférieure à 150 nanomètres (nm), concentration passive dans les tumeurs par effet « Enhanced Permeability and Retention » et inhibition de la glycoprotéine-P, impliquée dans un mécanisme de résistance au paclitaxel. Ce travail a d'abord étudié les adaptations à appliquer à la formulation usuelle des NCL de paclitaxel de 50 nm en vue de réaliser les premiers lots précliniques. Une méthode de conservation par congélation des NCL de paclitaxel dans leur phase aqueuse pendant au moins 6 mois est proposée. La toxicité systémique des lots précliniques de NCL a été étudiée selon la méthode d'Irwin. Les doses maximales tolérées et doses létales 50 du Taxol® et des NCL de paclitaxel sont respectivement de 12 et 19,5 mg/kg et de 96 et 216 mg/kg. Aucune toxicité n'est observée avec des NCL sans paclitaxel. Les NCL de paclitaxel sont plus efficaces que le Taxol® sur un modèle tumoral sous-cutané de la lignée humaine H460. Ce schéma d'administration n'induit aucune toxicité significative. La nébulisation des NCL pour un usage expérimental chez l'animal ou thérapeutique chez l'homme est possible respectivement au moyen d'un Microsprayer® ou d'un nébuliseur eFlow®rapid. Les NCL de paclitaxel de 50 nm ont permis d'optimiser l'effet cytotoxique du paclitaxel en s'affranchissant de la toxicité du Taxol®. Il est possible de générer des aérosols de NCL de paclitaxel. Ces données permettent de poursuivre les études toxicologiques et d'efficacité des NCL administrées par voie systémique et par voie pulmonaire.

Le développement de formes à libération prolongée destinées à ladministration pulmonaire est un domaine qui a, jusquà présent, été relativement peu étudié mais pour lequel il y a actuellement un intérêt croissant. Le but de notre travail est de développer une forme destinée à ladministration par inhalation qui libérerait de façon prolongée un agent bronchodilatateur. Dans le cadre de ce travail, les microparticules lipidiques solides (MLS) ont été choisies comme véhicule en vue de lobtention dune libération prolongée. Les MLS présentent en effet de nombreux avantages en termes de coûts de production, de stabilité et de biocompatibilité comparativement à dautres systèmes microparticulaires. Le salbutamol, principe actif ß2-mimétique choisi initialement pour cette étude, nétant pas suffisamment lipophile pour sincorporer de façon efficace dans les MLS, un dérivé plus lipophile du salbutamol, lacétonide de salbutamol (AS) a été synthétisé. Les caractéristiques physico-chimiques de lAS ont été déterminées, sa stabilité a été évaluée et des méthodes de dosage ont été mises au point. Des MLS vierges (non chargées en AS) ont tout dabord été produites après optimisation des paramètres de fabrication en vue dobtenir une taille adéquate pour ladministration par inhalation. Des études de tolérance au niveau pulmonaire effectuées in vivo sur des rats ont montré la biocompatibilité de ces MLS. Lactivité pharmacologique de lAS a été évaluée à la fois par des essais ex vivo de bronchodilatation sur organes isolés ainsi que par des essais daffinité (binding) envers les récepteurs ß1 et ß2-adrénergiques. Ces études nont malheureusement pas permis de conclure avec certitude quant à léventuel effet ß2-mimétique de lAS. Cependant, en raison de son caractère lipophile, lAS sera utilisé comme molécule modèle tout au long du processus de développement. LAS a donc été incorporé dans les MLS et les paramètres de production ont été étudiés et fixés par la méthodologie des plans dexpérience en vue doptimiser le pourcentage de particules possédant un diamètre géométrique convenant à ladministration par inhalation. La concentration en AS naffectant pas de façon significative la taille des MLS, celles-ci pourront être produites en utilisant la concentration en AS désirée. La caractérisation de ces MLS par microscopie électronique a montré que, lorsque la charge théorique initiale augmente, des cristaux dAS sont observés à lextérieur des MLS. Des essais de libération menés in vitro dans un premier temps puis ex vivo (en présence de fragments de poumons de porcs) ont permis de montrer une prolongation de la libération de lAS à partir des MLS comparativement à la libération à partir de mélanges physiques de MLS vierges et dAS. Ces résultats montrent la capacité des MLS possédant une taille pour administration pulmonaire, à libérer de façon prolongée la molécule qui y est incorporée. Cette libération est dautant plus prolongée que la charge en AS diminue. La présence denzymes pulmonaires na cependant pas modifié la cinétique de libération. Des poudres pour inhalation à base de MLS à 5% en AS ont été formulées en utilisant différents excipients porteurs et compétiteurs en différentes concentrations relatives. Les fractions respirables mesurées in vitro sont, dans le meilleur des cas, égales à 15%. Cependant, les MLS à 5% en AS administrées seules ont une fraction respirable proche de 25%. Leurs propriétés découlement savérant acceptables, il peut être envisagé dadministrer les MLS telles quelles en tant que poudre pour inhalation./ The sustained release of drugs for pulmonary delivery is a research field which has been so far rather unexploited but which is currently becoming increasingly attractive. The aim of this research work is to develop a pulmonary delivery system which will be able to sustain the release of a bronchodilator agent. Therefore, solid lipid microparticles (SLMs) were chosen in order to provide a sustained release to its incorporated substance. Indeed, this kind of drug carrier offers many advantages. In comparison with other microparticulate dosage forms, SLMs production costs are relatively low, they are physiologically compatible and their physical stability is well established. Salbutamol, a well-known short-acting ß2-adrenergic receptor agonist, was initially chosen for this study but this molecule proved to be not lipophilic enough to be efficiently incorporated into SLMs. Thats the reason why salbutamol acetonide (SA) was synthetized from salbutamol in order to get a more lipophilic molecule and thereby to increase the incorporation into SLMs. Then, the physico-chemical properties of SA were characterized, its stability was studied and chromatographic assays were developed. Drug free SLMs were produced using manufacturing parameters which were optimized in order to get particles with a suitable range of size for pulmonary administration. Tolerance studies were then carried out in vivo on rats to check SLMs biocompatibility in the respiratory tractus. Ex vivo tests using isolated organs were carried out in order to investigate the bronchodilating activity of SA. The obtained results were completed with a binding study to evaluate the affinity between SA on the one hand and ß1 and ß2-adrenergic receptors on the other hand. Unfortunately those studies didnt allow us to conclude about the possible ß2-mimetic activity of SA. Owing to its lipophilic character, SA will be used all along this research work as a model molecule for the development of SLMs as sustained release system for pulmonary delivery. SA was then incorporated into SLMs: the production parameters were studied using the methodology of experimental design in order to optimize the percentage of particles with a suitable diameter for pulmonary administration. It has been noticed that SA concentration does not affect significantly the particle size. So SLMs can be produced using the pre-established production parameters whatever the desired SA concentration. The characterization of the obtained SLMs-SA by scanning electron microscopy showed especially that SA crystals appear outside of the particles when the theoretical drug loading increases. Drug release studies were carried out both in vitro and ex vivo i.e. using fragments of porcine pulmonary tissues. These studies showed that SA release from SLMs is sustained in comparison with SA release from physical mixtures of drug free SLMs and SA. The obtained results tend to prove that produced SLMs are suitable carriers in order to get a sustained release of the incorporated substance. It has also been noticed that the release rate increases when the drug loading increases. Concerning the ex vivo studies, it may be concluded that the presence of pulmonary enzymes does not modify SA release profiles. Inhalation powders containing SLMs with 5% SA were finally developed using different carrier excipients and ternary agents at different relative concentrations. Respirable fractions were determined in vitro and proved to be at best equal to 15%. However, SLMs 5% SA have also been administered alone without any additional excipients. In this case, the obtained respirable fraction is close to 25%. Seeing that the flowability of SLMs 5% SA appeared to be acceptable, they could be administered just as they are as inhalation powder.

Les travaux du laboratoire ont montré que les filaments intermédiaires, qui forment un des trois éléments essentiels du cytosquelette, peuvent lier la tubuline sur des sites spécifiques appelés TBS (Tubulin-Binding Site). Certains peptides correspondant à ces séquences sont capables d'inhiber in vitro la polymérisation des microtubules (MT). Les travaux présentés dans cette thèse consistent à poursuivre la caractérisation structurale et fonctionnelle de ces peptides. Ainsi, il a été possible de montrer qu'un peptide issu de la vimentine, Vim-TBS.58-81, est capable de rentrer dans les cellules de glioblastome humain T98G et de se localiser au niveau nucléaire. Une fois couplé à un peptide proapoptotique agissant au niveau nucléaire, il est capable d'inhiber la prolifération de ces cellules. Un autre peptide issu de la sous-unité légère des neurofilaments, NFL-TBS.40-63, est capable de rentrer dans toutes les lignées de gliome testées jusque-là, de déstabiliser leur réseau de MT et d'inhiber leur prolifération et leur migration sans affecter les cellules saines du cerveau (astrocytes et neurones). Injecté par stéréotaxie en intra tumoral chez des rats porteurs d'un gliome F98, ce peptide ralentit la croissance de la tumeur et reste localisé dans le tissu tumoral. Une analyse structure/fonction de ce peptide a mis en évidence des structures secondaires de type feuillet β et hélice α. Après greffage à la surface de nanocapsules lipidiques (NCL), ce peptide permet également l'amélioration de leur entrée dans les cellules de gliome in vitro et in vivo. Enfin, des NCL contenant du Paclitaxel ou du Ferrociphénol et recouvertes de peptide NFL-TBS.40-63 se sont révélées plus efficaces dans l'inhibition de la croissance tumorale dans un modèle de souris porteuse d'un gliome GL261 et dans un modèle de rat porteur d'un gliome 9L respectivement. L'ensemble de ces travaux révèle de nouvelles fonctions de ciblage et de pénétration cellulaire pour des peptides issus de filaments intermédiaires.

Si les lipides contribuent à la valeur nutritionnelle et sensorielle de nombreux aliments, ils sont particulièrement sensibles aux réactions d'oxydation. Les principaux mécanismes mis en jeu lors de l'oxydation des acides gras insaturés sont relativement bien connus. En revanche, il est aujourd'hui quasiment impossible de prédire l'avancement des réactions et souvent nécessaire de recommencer une nouvelle étude de stabilité oxydative pour tout nouveau couple produit alimentaire / procédé de transformation. L'objectif de la thèse est donc de construire un modèle mécanistique couplé à un modèle de transfert de l'oxygène dans le but de prédire l'avancement des réactions d'oxydation dans un milieu lipidique continu et dans des conditions expérimentales définies et contrôlées (température, oxygénation, composition en acides gras, composition en antioxydants). Pour cela, un schéma réactionnel visant à détailler l'ensemble des réactions impliquées dans le phénomène d'auto-oxydation des lipides a été proposé puis un modèle stoechio-cinétique a été construit à partir des valeurs des paramètres cinétiques issues de la littérature. La réactivité des acides gras insaturés présents dans trois huiles végétales d'usage courant (colza, tournesol, tournesol oléique), purifiées de leurs antioxydants naturels, a été étudiée entre 80 et 180°C, en suivant différents marqueurs d'oxydation (diènes conjugués, hydroperoxydes, aldéhydes, polymères). Comme attendu, les cinétiques d'oxydation se sont avérées dépendantes de la composition des huiles en acides gras, de la température et des conditions d'oxygénation. L'ajout d'antioxydant(s) a confirmé l'effet protecteur de l'α-tocophérol, qui n'a pas été amélioré par un enrichissement en acide chlorogénique, acide phénolique naturellement présent dans les graines de tournesol. Les résultats obtenus ont été utilisés pour valider le modèle développé, dont les prédictions permettent de reproduire les tendances expérimentales. Deux limitations ont été mises en évidence au cours de cette phase de validation dont la première concerne la description fiable et précise du mécanisme d'oxygénation du milieu, qu'il sera nécessaire de mesurer dans une huile à haute température pour valider le modèle d'oxydation. Par ailleurs, compte tenu du nombre important de réactions prises en compte, il sera indispensable de disposer d'un jeu de données expérimentales plus important, pouvant inclure des intermédiaires radicalaires. Pour cela, les potentialités de la résonance paramagnétique électronique ont été étudiées au cours de ce travail, à la fois pour suivre les radicaux lipidiques et pour accéder à des paramètres cinétiques pour des réactions radicalaires, peu disponibles dans la littérature.

La stimulation de cellules T naïves nécessite du déclenchement de la signalisation par l'intermédiaire du récepteur d'antigène de cellule T (TCR) ainsi que l'activation simultanée des récepteurs de co-stimulation. Toutefois, les cellules T CD8+ naïves peuvent proliférer de façon antigène-indépendants suite à la stimulation synergique par certaines cytokines homéostatiques (IL-7 ou IL-15) et inflammatoires (IL-6 ou IL-21). Ces cellules pré-stimulées prolifèrent même à des faibles concentrations d'antigènes ou en présence d’agonistes du TCR. Ceci leur permet de sécréter des cytokines effectrices, d'être plus spécifiques à leur antigène et d’avoir une activité cytolytique plus importante. Les mécanismes déclenchés par les cellules T CD8+ permettant une sensibilité accrue à l'antigène suite à la "pré-stimulation aux cytokines" n'ont pas encore été élucidés. Nous avons utilisé trois différents modèles de souris transgéniques portant le TCR P14, PMEL ou 8.3-NOD sur les lymphocytes T CD8+ afin d’étudier les mécanismes moléculaires suite à la pré-stimulation aux cytokines. Les cellules T CD8+ portant le TCR transgénique amorcées avec les cytokines, possèdent une augmentation globale des protéines tyrosine-phosphorylés après stimulation du TCR par rapport aux cellules naïves. Cette augmentation de la phosphorylation de la protéine tyrosine a été associée à une augmentation de l'expression de CD8, et a été moins prononcé lorsque CD8 a également été réticulés avec le TCR. Ceci suggère que l'amorçage aux cytokines peut prédisposer le TCR et CD8 à colocaliser, ce qui renforcerait la phosphorylation des chaînes du TCR par la kinase Lck associée à CD8. Les lymphocytes T CD8+ amorcées aux cytokines présentent également des quantités accrues de radeaux lipidiques plasmatiques à la membrane, qui organisent la plate-forme de signalisation du TCR au cours de la stimulation antigénique. L’amorçage aux cytokines des lymphocytes T CD8+ a également augmenté la localisation de CD45, une phosphatase qui diminue l’inhibition automatique de la Lck dans les radeaux lipidiques. Cependant, l'amorçage aux cytokines n'a pas d'incidence sur la capacité des cellules CD8+ T pour former des conjugués avec les cellules présentatrices d'antigène puisées avec des peptides apparentés. En conclusion, ces résultats suggèrent que la composition et les fonctions des radeaux lipidiques peuvent moduler la sensibilité à l'antigène via le TCR lorsque les lymphocytes T CD8+ ont été pré-stimulés aux cytokines.

Le développement des nanotechnologies a permis à la médecine de progresser là où lesméthodes traditionnelles de diagnostic et de thérapie connaissaient certaines limites. La manipulationet le contrôle de l'infiniment petit permet aujourd'hui de créer des systèmes adaptés à l'environnementcellulaire.Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au potentiel des nanoparticules magnétiques d'oxydede fer en nanomédecine et notamment à l'utilisation de leurs propriétés magnétiques particulièrespour la mise au point de nouveaux matériaux pour la délivrance de principe actif par activationthermomagnétique. Notre système est constitué d'un hydrogel physique biocompatible, denanoparticules magnétiques et d'émulsions de mésophases lipidiques (Isasomes). Les Isasomes sontdes dispersions de systèmes auto assemblés qui selon la température peuvent changer de structure(phases hexagonales, cubiques,...). L'ajout d'un principe actif aux Isasomes peut aussi modifier leurstructure interne ; des mesures de SAXS ont permis de confirmer cet effet. Ces émulsionsnanostructurées ont servi de réservoir aux molécules modèles de principe actif (le radical TEMPO).Après activation magnétique, la diffusion contrôlée du principe actif hors de l'hydrogel a été suivie parRPE. Enfin, les nanoparticules ont été fonctionnalisées de façon à concevoir un hydrogel réticulé parles nanoparticules magnétiques. Les diverses étapes de la fonctionnalisation ont été validées pardifférentes techniques expérimentales (Diffraction de rayons X, MET, Raman, IRTF, Zétamétrie, ATG,XPS).

Chez les végétaux, les lipides de réserve sont stockés dans des structures subcellulaires, les corps lipidiques (CL). Ces organelles quasi-sphériques sont constituées d'un coeur de triacylglyceérols (TAGs), entourés d'une monocouche de phospholipides (PLs) et sont produites à partir du réticulum endoplasmique avant d'être libérés dans le cytoplasme cellulaire. Les oléosines, dont il existe 5 isoformes graine spécifiques (S1 à S5) chez Arabidopsis thaliana, sont des protéines majeures du CL, insérées à la surface de sa demi-membrane. La dynamique du CL (chargement/déchargement en huile) est complexe et reste largement mal comprise. L'objectif de ce travail est de modéliser la formation et la dynamique des corps lipidiques dans la graine en développement de l'espèce Arabidopsis thaliana, afin de mieux appréhender les mécanismes responsables de la biogenèse et la dynamique des CLs. L'utilisation de colorants des lipides neutres constituant les CLs, couplée à la microscopie confocale, a permis l'obtention de piles d'images de CLs d'embryons à différents jours du développement, en contexte sauvage et en contexte déplétif pour une, deux ou trois oléosines (S1, S3 et S4). - Un pipeline de segmentation d'images a tout d'abord été développé pour extraire différents estimateurs caractérisant la taille et la dispersion spatiale des corps lipidiques. Les estimateurs ont permis d'analyser l'évolution de la taille et de la dispersion spatiale des corps lipidiques en fonction du temps du développement, et de mettre en évidence la variabilité entre génotypes.- Ces données ont ensuite été analysées et étudiées statistiquement par des approches utilisant des modèles linéaires et des modèle quantile qui ont permis de conclure sur l'effet de chacune des oléosines étudiées, ainsi que celui de leurs interactions, sur la distribution des corps lipidiques.- Enfin, un modèle décrivant la dynamique de coalescence de la population des corps lipidiques a été proposé, simulé numériquement, puis comparé aux données expérimentales. Ce modèle a permis de tester différentes hypothèses de la dynamique de biogenèse et de croissance par coalescence du corps lipidique formalisées dans le modèle mathématique. Différents effets de la composition du corps lipidique en oléosines sur la vitesse de coalescence des corps lipidiques ont été mis en évidence. Les résultats de ces trois axes ont permis de proposer et discuter des rôles associés à chacune oléosine dans une perspective de compréhension des mécanismes mis en œuvre dans la dynamique du corps lipidique.

Thèse univ.--Paris VI--Sc., 1980. / Bibliogr. p. 197-224.