Dans le milieu marin, toute surface immergée est rapidement colonisée par des bactéries, puis par d’autres micro-organismes, conduisant à la formation de structures tridimensionnelles complexes appelées biofilms. Cette étape est généralement suivie par l’installation de macro-colonisateurs. Néanmoins, un certain nombre d’organismes marins, tels que les macro-algues, présentent des surfaces peu épiphytées à l’échelle macroscopique. Des algues méditerranéennes (Taonia atomaria et Dictyota spp.) ont été sélectionnées dans le cadre de ces travaux de thèse pour leur capacité à conserver leur surface peu colonisée. Cependant, des observations de leurs surfaces par microscopie ont montré l’existence de biofilms diversifiés à la surface de leurs thalles. Le but de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de médiation chimique entre ces algues et les bactéries associées à leur surface. La première partie de ce travail a été consacrée à l’étude du rôle de molécules d’origine algale vis-à-vis de l’adhésion de bactéries marines. Pour cela, la composition chimique totale des algues sélectionnées a été analysée conduisant à l’isolement et à la caractérisation structurale de 12 molécules, dont trois se sont révélées être originales. L’activité anti-adhésion de la majorité de ces composés a ensuite été évaluée : le 1-O-octadecenoylglycérol s’est avéré être le produit le plus actif (20 µM < CE50 <55 µM). La deuxième partie a été dédiée plus particulièrement à l’étude du métabolome de surface de T. atomaria dans le but d’évaluer son implication dans les interactions écologiques entre l’algue et les bactéries associées à sa surface. Un protocole d’obtention et d’analyse spécifique des extraits surfaciques a tout d’abord été développé. Ce protocole est basé sur le trempage des thalles dans des solvants organiques et un contrôle de l’intégrité des cellules membranaires des algues y est associé. L’échantillonnage a été effectué mensuellement à Carqueiranne (Nord-ouest de la Méditerranée, France) durant la période allant de février à juillet 2013. Les résultats obtenus montrent qu’un sesquiterpène est exprimé majoritairement à la surface de l’algue. Il a été démontré que ce composé inhibe l’adhésion de souches bactériennes de référence tout en restant inactif vis-à-vis de celles isolées à la surface de l’algue. Une telle spécificité n’a pas été observée ni dans le cas de biocides commerciaux, ni pour les autres métabolites produits par T. atomaria. Dans un second temps, un suivi saisonnier des extraits de surface ainsi que des communautés bactériennes associées a été effectué par métabolomique (LC-MS) et DGGE, respectivement. Des fluctuations saisonnières de ces deux paramètres ont été reportées sans mettre en évidence de corrélation évidente entre eux. La présence de la molécule majeure de surface durant tout le suivi saisonnier a été notée ainsi que sa capacité à diffuser dans l’eau de mer. Enfin, l’étude de l’implication potentielle des bactéries associées à T. atomaria dans le contrôle du biofilm a été entreprise en évaluant l’activité de leurs extraits vis-à-vis de l’adhésion de souches de référence. En conclusion, nous émettons l'hypothèse que T. atomaria pourraient contrôler partiellement le biofilm associé à sa surface en faisant intervenir des métabolites spécifiques. / In the marine environment, all submerged surfaces are rapidly colonized by bacteria and other microorganisms, resulting in the formation of complex three-dimensional structures called biofilms. This step could be followed by the attachment of macro-colonizers. Nevertheless, a number of marine organisms, such as macro-algae, appeared to be relatively free of epibionts at a macroscopic scale. In this study, several Mediterranean algae (Taonia atomaria and Dictyota spp.) were selected for their ability to keep their surface free of biofouling. However, microscopic techniques allowed the observation of a diversified biofilm on the surface of their thalli. The purpose of this work was to understand how this alga could interact with its associated bacteria using a chemical ecological approach. The first part of this work deals with studying the anti-adhesion properties of algal molecules against a range of marine bacteria. For this, the whole chemical composition of the two algae was analyzed leading to the isolation and structural characterization of 12 molecules from which three were found to be new. The anti-adhesion activity of some of these compounds was then evaluated: 1-O-octadecenoylglycerol proved to be the most active product (20 µM < EC50 <55 µM). The second part of this study was dedicated to the study of the surface metabolome of T. atomaria in order to assess its involvement in the ecological interactions between the alga and its associated bacteria. A specific extraction protocol was optimized for the surface compounds using a dipping technique in organic solvents associated with the integrity control of algal cell membrane. Sampling was carried out monthly at Carqueiranne (N W Mediterranean Sea, France) between February and July 2013. The results showed the presence of a major molecule in accordance with a sesquiterpenic structure. Anti-adhesion capacity against reference bacterial strains was noticed for this compound, while it remained inactive against strains isolated from the algal surface. This specificity was not observed for commercial biocides and the other molecules purified from crude algal extracts of T. atomaria. Then, changes in surface extracts and associated bacterial surface communities were monitored using metabolomics (LC-MS) and DGGE, respectively. Seasonal fluctuations for the two parameters could be reported without any evident correlation between them. The occurrence of the major molecule throughout the seasonal monitoring was also noticed and its capacity to diffuse in the marine environment was shown. Finally, the study of the potential involvement of the associated bacteria in the biofilm control was conducted by evaluating the anti-adhesion activity of their crude extracts against reference strains. In conclusion, we hypothesize that T. atomaria could control at least partially the biofilm at its surface using specific metabolites.

Considérées comme des menaces pour les écosystèmes marins tropicaux et subtropicaux, les proliférations de macroalgues sont susceptibles de modifier le fonctionnement et la structure des récifs coralliens. Le genre Asparagopsis (Rhodophyta) est connu pour être largement distribué, introduit et parfois invasif dans certaines régions comme en Méditerranée occidentale. Le premier objectif était de corréler le métabolisme spécialisé et la bioactivité de l’algue à son génotype, et éventuellement à son caractère proliférant. Aucune corrélation génétique/métabolomique n’a été démontrée, ce qui laisse entendre que le métabolisme macroalgal serait principalement influencé par l'environnement et/ou sa flore microbienne associée. En milieu tempéré, A. taxiformis et A. armata présentent des signatures métabolomiques globalement similaires et associées à une bioactivité significativement plus importante qu'en milieu tropical. Cependant, même lorsqu’elle a été introduite, une même lignée génétique et un même phénotype chimique peuvent présenter des caractères proliférants opposés. En milieu tropical, les extraits de macroalgues testés in situ sur 4 espèces de coraux n'ont provoqué que de faibles blanchissements. En milieu tempéré, aucun effet biologique de l’algue n’a été enregistré sur le corail Astroides calycularis. Par contre des expériences en aquarium ont permis de montrer qu’A. taxiformis pouvait exprimer un métabolisme spécifique avec une bioactivité augmentée après 10 jours de contact avec ce corail. En conclusion, qu’elle soit indigène ou introduite, A. taxiformis exerce peu d’effets sur la santé des coraux, et le caractère invasif de cette algue reste une source de débat. / Considered as a major threat for sub–tropical and tropical ecosystems, macroalgal proliferations are susceptible to modify the structure and the functioning of coral reefs. The genus Asparagopsis (Rhodophyta) is known to be widespread, introduced and sometimes invasive in certain regions such as the Western Mediterranean Sea. The first objective of this thesis was to correlate the algal specialized metabolism and its bioactivity with its genotype, and eventually with its proliferation trait. No correlation between genetics and metabolomics has been demonstrated, which would suggest the main influence of environmental factors and/or the associated microbial diversity on the algal metabolism. In temperate regions, A. taxiformis and A. armata showed similar metabolomic fingerprints with bioactivities significantly higher than in tropical regions. However, even when it is introduced, a given genetic lineage and a given chemical phenotype can exhibit opposite proliferative traits. In tropical areas, algal extracts tested in situ on 4 coral species did not lead to any coral bleaching. In temperate areas, no biological effect of the alga was recorded on Astroides calycularis. However, some aquarium experiments allowed to show that A. taxiformis can express a specific metabolism, with an increased bioactivity after 10–days of contact with this coral. To conclude, either indigenous or introduced, A. taxiformis poorly affects corals’ health, and thus the invasiveness of this alga remains a matter of debate.

Dans le milieu marin, toute surface immergée est rapidement colonisée par des bactéries, puis par d'autres micro-organismes, conduisant à la formation de structures tridimensionnelles complexes appelées biofilms. Cette étape est généralement suivie par l'installation de macro-colonisateurs. Néanmoins, un certain nombre d'organismes marins, tels que les macro-algues, présentent des surfaces peu épiphytées à l'échelle macroscopique. Des algues méditerranéennes (Taonia atomaria et Dictyota spp.) ont été sélectionnées dans le cadre de ces travaux de thèse pour leur capacité à conserver leur surface peu colonisée. Cependant, des observations de leurs surfaces par microscopie ont montré l'existence de biofilms diversifiés à la surface de leurs thalles. Le but de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de médiation chimique entre ces algues et les bactéries associées à leur surface. La première partie de ce travail a été consacrée à l'étude du rôle de molécules d'origine algale vis-à-vis de l'adhésion de bactéries marines. Pour cela, la composition chimique totale des algues sélectionnées a été analysée conduisant à l'isolement et à la caractérisation structurale de 12 molécules, dont trois se sont révélées être originales. L'activité anti-adhésion de la majorité de ces composés a ensuite été évaluée : le 1-O-octadecenoylglycérol s'est avéré être le produit le plus actif (20 µM < CE50 <55 µM). La deuxième partie a été dédiée plus particulièrement à l'étude du métabolome de surface de T. atomaria dans le but d'évaluer son implication dans les interactions écologiques entre l'algue et les bactéries associées à sa surface. Un protocole d'obtention et d'analyse spécifique des extraits surfaciques a tout d'abord été développé. Ce protocole est basé sur le trempage des thalles dans des solvants organiques et un contrôle de l'intégrité des cellules membranaires des algues y est associé. L'échantillonnage a été effectué mensuellement à Carqueiranne (Nord-ouest de la Méditerranée, France) durant la période allant de février à juillet 2013. Les résultats obtenus montrent qu'un sesquiterpène est exprimé majoritairement à la surface de l'algue. Il a été démontré que ce composé inhibe l'adhésion de souches bactériennes de référence tout en restant inactif vis-à-vis de celles isolées à la surface de l'algue. Une telle spécificité n'a pas été observée ni dans le cas de biocides commerciaux, ni pour les autres métabolites produits par T. atomaria. Dans un second temps, un suivi saisonnier des extraits de surface ainsi que des communautés bactériennes associées a été effectué par métabolomique (LC-MS) et DGGE, respectivement. Des fluctuations saisonnières de ces deux paramètres ont été reportées sans mettre en évidence de corrélation évidente entre eux. La présence de la molécule majeure de surface durant tout le suivi saisonnier a été notée ainsi que sa capacité à diffuser dans l'eau de mer. Enfin, l'étude de l'implication potentielle des bactéries associées à T. atomaria dans le contrôle du biofilm a été entreprise en évaluant l'activité de leurs extraits vis-à-vis de l'adhésion de souches de référence. En conclusion, nous émettons l'hypothèse que T. atomaria pourraient contrôler partiellement le biofilm associé à sa surface en faisant intervenir des métabolites spécifiques.

L’obésité de l’enfant et de l’adolescent constitue un problème de santé publique important auquel sont confrontés depuis les années 1970 tous les pays industrialisés. Son origine multifactorielle, l’absence de médicaments présentant une balance bénéfice/risque favorable et l’absence de recommandations quant à la chirurgie bariatrique en font un problème thérapeutique complexe. Ceci a induit une grande variété de prises en charge thérapeutiques dont la comparaison reste difficile en absence de critère permettant de juger de leur efficacité. Ce travail avait pour but de déterminer l’efficacité d’une prise en charge multidisciplinaire dans le Centre « Les Oiseaux » pendant 8 mois, en hospitalisation complète. Une étude rétrospective incluant 1063 patients entre 1991 et 2007 a été réalisée. 746 sujets ont retourné le questionnaire 2 ans après leur sortie et 185 sujets, 5 ans après. Parmi eux plus de 75 % ont maintenu durablement au moins la moitié de leur perte de poids.Dans le but de retrouver des marqueurs précoces d’efficacité thérapeutique, nous avons aussi suivi une cohorte de 16 adolescentes et mis en place un programme de monitorage de 895 variables, données cliniques, psychologiques et biologiques ainsi que des données de pratique d’activité physique. Chaque variable a été testée pour son caractère discriminant et sa faisabilité. Une approche de métabolomique par empreintes a été mise en place sur des échantillons urinaires. Par analyse multivariée, nous avons pu montrer que le maintien 6 mois après la sortie, de la perte de poids était positivement corrélé avec la prise en charge psychologique, l’implication familiale et la capacité de conserver une activité physique suffisante, elle même sous-tendue par l’amélioration de l’estime de soi. / Obesity in childhood must be considered as a major issue in Public Health. Since the 1970s, all developed countries must have faced an increasing prevalence of this metabolic disorder. However since the epidemic of obesity has multifactorial causes, and without the availability of a positive benefit/risk balance for chemical drugs and clear-cut indications for bariatric surgery, it is easy to understand that obesity is a complex issue. This complexity induced different schemes of care the comparison of which is made difficult by the absence of clear criteria for judging therapeutic efficacy. This work was aimed to determine the efficacy of a 8-months residential treatment program performed by a multidisciplinary team in the Care Centre “Les Oiseaux”. In order to demonstrate whether the treatment was of benefit for the patients, 1063 of those treated between 1991 and 2007 have been included in a retrospective study. 746 patients returned the questionnaire after 2 years and 185 patients, 5 years later. Among these patients 75 % were actually able to control their weight since they maintained at least half their weight loss. To unveil early parameters of therapeutic efficacy, we have set up a monitoring record of more than 895 clinical, psychological, and biological parameters as well as an accurate recording of the physical activity of adolescents during their stay in the Care Centre. In addition a metabolic profiling of urine samples has been performed. Each parameter was tested for its discrepancy power as well as its practical aspects. Sixteen female adolescents have then been followed for the duration of their stay according to our monitoring program. By multivariate analysis, we deduced that the maintaining of their weight loss was positively correlated with the psychological care, the family involvement, as well as the ability to keep a sufficient physical activity, which was sustained by the recovery of their self-esteem.

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain. / Endogenous neural-stem progenitor cells (NSPC) have been documented to be found in the subventricular and subgranular zones, the dentate gyrus, and suggestions of the possibility of these cells being found in the spinal cord and neocortex in adult mammalian brain have been postulated. Thiamine deficiency (TD) is the major cause of Wernicke's Encephalopathy, a reversible neurological disorder that results in cerebral dysfunction and impairment. Recent evidence suggests factors involved in neural NSPC proliferation and differentiation are involved during TD. By means of a current approach for profiling metabolic changes occurring in focal areas of the TD rat brain, specifically the thalamus and the inferior colliculus (IC), it was hypothesized that new metabolites that might offer a better understanding into the sequel and/or mechanism of TD could be identified. It was also considered that the use of NSPC transplantation could offer new information into the involvement of NSPC and potential therapeutic benefit in TD. Non-targeted metabolomics analysis, fluorescences microscopy, and scanning election microscopy (SEM) analysis visualization was performed on samples of the focal areas (thalamus and IC) of pyrithiamine induced TD rats (PTD), pair-fed controls (PFC) rats, and NSPC transplanted TD and PFC rats. Various key metabolites were identified in rats with TD, including previous undocumented metabolites such as bile acids, kynurenic acid, and 1,9-dimethyluric acid in the thalamus and taurine and carnosine in the IC. The study also demonstrated a possible involvement of endogenous NSPC in focal areas of the thalamus and IC identifying key metabolites targeting NSPC and showed tissue amelioration (observed through SEM) following NSPC transplantation. The findings suggested that NSPC could offer a therapeutic alternative to alleviate some of symptomatic degeneration of TD.

Le sarcome de Ewing est la seconde tumeur pédiatrique de l’os la plus fréquente. Elle est caractérisée par une translocation chromosomique résultant à la fusion de EWSR1 avec un membre de la famille ETS. Chez 85% des patients, cette fusion conduit à l’expression de la protéine chimérique EWS-FLI1 qui est l’oncogène majeur de ce sarcome. Ce dernier agit principalement par son action transcriptionelle sur des cibles qui lui sont propres. Au niveau thérapeutique, le sarcome d’Ewing est traité par chimiothérapie, chirurgie locale et par radiothérapie. La survie à long terme des patients est de l’ordre de 70%, mais beaucoup plus basse pour les patients métastatiques et quasi nulle lors d’une récidive. Parmi maintes caractéristiques, certains cancers présentent une dérégulation énergétique. L’influence d’EWS-FLI1 sur cet aspect n’a fait l’objet d’aucune étude dans le contexte du sarcome d’Ewing. Nous avons donc étudié par profilage métabolomique des cellules de sarcome d’Ewing en présence ou en absence d’EWS-FLI1. En comparant ces deux conditions, des modulations du profil énergétique relatif au cycle de Krebs, des précurseurs de le glycosylation ainsi que des métabolites de la voie de la méthionine et du tryptophane ont été observés. En parallèle, grâce à un crible de banque de shRNAs réalisé dans des conditions expérimentales similaires à l’étude métabolomique (lignée d’Ewing avec ou sans EWS-FLI1), nous avons pu identifier des gènes présentant des caractéristiques « synthétique létales », c'est-à-dire tuant uniquement les cellules du sarcome d’Ewing en présence de son oncogène. / Ewing sarcoma, the second most commonly occurring pediatric bone tumor, is most often characterized by a chromosomal translocation between EWSR1 and FLI1. The gene fusion EWS-FLI1 accounts for 85% of all Ewing sarcoma and is considered the major oncogene and master regulator of Ewing sarcoma. EWS-FLI1 is a transcriptional modulator of targets, both directly and indirectly. Ewing sarcoma is aggressively treated with chemotherapy, localized surgery and radiation and has an overall survival of about 70%, however, survival for metastasis or relapsed cases remains low. One of the cancer hallmarks, metabolic deregulation, is most likely partly dependent on EWS-FLI1 in Ewing sarcoma cells. In order to get a better understanding of Ewing sarcoma biology and oncogenesis, it might be of high interest to investigate the influence of EWS-FLI1 in Ewing sarcoma cells. We therefore performed a global metabolic profiling of Ewing sarcoma cells with or without inhibition of EWS-FLI1. Several changes in the energy metabolism were observed throughout this study; the observed changes were consistent with an energy profile that moved from a cancer cell energy metabolism towards the energy metabolism of a more normal cell upon EWS-FLI1 inhibition, primarily based on the TCA cycle. Levels of TCA intermediates, glycosylation precursors, methionine pathway metabolites and amino acids, especially changes in the tryptophan metabolic pathway, were altered upon EWS-FLI1 inhibition. Parallel to this study, we performed a high-throughput synthetic lethality screen, in order to not only identify essential genes for cell survival and proliferation, but also to identify new synthetic lethal targets that could specifically target Ewing sarcoma cells carrying the EWS-FLI1 fusion gene.