In order to discover marine bioactive compounds, we investigated the chemical constituents from the organic extracts of soft coral Klyxum molle. Repeated column chromatography on the ethyl acetate extract of soft coral Klyxum molle, resulted in the isolation of nine new eunicellin-type diterpenoids, klymollins V¡ÐZ (1¡Ð5) and klyxumollins A¡ÐD (6¡Ð9), and four known compounds (10¡Ð13). The structures of new compounds were determined on the basis of extensive spectroscopic data (IR, MS, 1D and 2D NMR) and by comparison of the spectral data with those of the related known compounds. The cytotoxicity of compounds 1¡Ð13 was evaluated against five tumor cell lines including CCRF-CEM (human T cell lymphoblast-like cell line), K562 (human erythromyeloblastoid leukemia cell line), Molt 4 (human acute lymphoblastic leukemia cell line), T47D (human ductal breast epithelial tumor cell line) and DLD-1 (human colorectal adenocarcinoma cell line). Compound 2 exhibited weak cytotoxicity toward three cancer cells (CCRF-CEM, Molt 4 and T47D) and compounds 4 and 9 showed weak cytotoxicity against CCRF-CEM cancer cells. Compound 11 was found to exhibit stronger cytotoxicity toward CCRF-CEM cancer cells (ED50 values of 4.2 £gg/mL). On the other hand, compound 3 showed weak activity against the accumulation of the pre-inflammatory cytokine IL-6 in LPS-induced macrophages, at a concentration of 25 £gM.

L'objectif de cette étude visait à développer des modèles mathématiques capables de prédire la croissance d'une levure désacidifiante, la consommation des substrats carbonés (lactose, lactate) et la perte de poids au cours de l'affinage de fromages de type Munster. Afin de constituer une base de données servant à l'établissement et à la validation des modèles, des fabrications de fromages à pâte molle et à croûte lavée de type Munster ont été réalisées à échelle pilote et dans des conditions aseptiques. Cette base comporte les résultats des analyses microbiologiques et biochimiques ainsi que les conditions opératoires d'affinage. Les fromages ont été ensemencés, en plus de la flore lactique, par une flore d'affinage composée d'une levure (Debaryomyces hansenii 304, GMPA) et d'une bactérie de surface (Brevibacterium aurantiacum ATCC 9175). L'affinage de ces fromages est limité à 14 jours et il est conduit selon un plan d'expérience à deux facteurs (température et humidité relative) et à trois niveaux (respectivement 8, 12, 16° C et 85, 93, 99 %). Trois modèles mathématiques ont été construits selon une approche mécanistique dynamique. Le premier modèle (dit "microbiologique") a réussi à prédire, en fonction de la température et de l'humidité relative du hâloir, la croissance de D. hansenii et l'évolution des concentrations en lactose et en lactate durant l'affinage. Les erreurs résiduelles standard (RSE) de ces prédictions sont satisfaisantes par comparaison avec l'écart type des trois essais répétés sous les conditions du point central du plan d'expérience. Les résultats de ce modèle permettent de soutenir l'hypothèse selon laquelle D. hansenii consomme le lactose pour sa croissance et le lactate pour sa maintenance. Le deuxième modèle (dit "perte de poids") est parvenu à prédire la perte de poids et l'évolution de la teneur en matière sèche, avec des erreurs résiduelles standard moyennes proches de la précision des mesures expérimentales. Les résultats obtenus avec ce modèle montrent que les hypothèses avancées, selon lesquelles le lactose et le lactate sont complètement oxydés en CO2 et en O2 et que l'oxygène atmosphérique ne contribue pas à la perte de poids, sont justifiées. Le troisième modèle (dit "généralisé") a été construit en combinant les deux modèles précédents. Il est capable de prédire, dès le début de l'affinage, en fonction de la température et de l'humidité relative de la chambre d'affinage, la croissance de D. hansenii, la perte de poids et les évolutions des concentrations en lactose et lactate ainsi que la teneur en matière sèche du fromage.

Thèse de doctorat : Physique : Strasbourg 1 : 2007. Thèse de doctorat : Physique : Konstanz - Allemagne : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 135-148.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Se evaluaron extractos insecticidas de hojas de Schinus molle Rev L. (Anacardiaceae) con solvente agua y etanol para el control de la vaquita del olmo, Xanthogaleruca (=Pyrrhalta) luteola Müller (Coleoptera: Chrysomelidae), en concentraciones de 2,0; 2,5; 3,5; 4,3 y 4,7% p/v para los extractos etanólicos, y 2,5; 3,0; 4,3 y 5,6% p/v para los extractos acuosos, bajo condiciones de laboratorio. Los extractos se aplicaron sobre hojas de olmo (Ulmus sp., Ulmaceae) para la alimentación de individuos adultos de X. luteola, y se determinó posteriormente la efectividad de los extractos de S. molle y su CL50. Los resultados indicaron que ambos extractos insecticidas fueron eficaces sobre X. luteola, al causar mortalidades mayores a 97% con el solvente etanol y las concentraciones más altas (4,3 y 4,7% p/v), y cercanas a 27% con el solvente agua y las concentraciones 4,3 y 5,6% p/v. Mediante el análisis Probit se obtuvo que la CL50 del extracto etanólico fue de 1,88% al 2do d (día) y fue menor que la alcanzada por el extracto acuoso, con una CL50 de 8,52% al 4to d. Adicionalmente, se evaluó el efecto antialimentario de los extractos etanólicos y acuosos de S. molle sobre adultos de X. luteola. Los extractos acuosos inhibieron totalmente la alimentación de X. luteola, mientras que los extractos etanólicos no tuvieron efecto antialimentario.

Determina los parámetros de calidad de Schinus molle L. “Molle” que está compuesto por -4.35 % de materias extrañas, 12 % de humedad, 7.2 % de cenizas totales, 30.44 % y 60 .29 % de sustancias solubles en agua y alcohol respectivamente. Analiza y caracteriza los aceites fijos y volátiles del fruto de Schinus molle L, así como la actividad antimicrobiana del aceite volátil. Obtiene 1.2 % de aceite fijo, el cuál presenta: punto de solidificación a 28 oc, punto de fusión a 52.8 oc e índices de acidez 2. 8, de saponificación 182, y de iodo 108. Se han identificado ácido octanoico, palmítico, esteárico, oléico, linoléico y patchouleno. Por hidrodestilación se obtuvo 2 .87 % de aceite volátil, en el cuál se determinó el índice de refracción 1.45, densidad 0 .8420, y los índices de acidez 2.4, éster 3.1- y fenoles 2.85. Se han identificado compuestos como α-pineno, canfeno, B-pineno, B-rnirceno, B-felandreno, D-limoneno, 3-careno, α-cariofileno, α-cubebeno y spatulenol. En la determinación de la actividad antimicrobiana del aceite volátil, realizada por el método de excavación en placa, se observó que Sraphylococcus aureus, Bacillus subtilis y Micrococcus luteus son sensibles, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Acinetobacter sp. y Proteus vulgaris son poco sensibles, Klebsiella pneumoniae, Shigella jlexneri y Pseudomonas aeruginosa son resistentes. / Tesis

Cette thèse porte sur la cristallisation bidimensionnelle de particules dipolaires. La première partie concerne les systèmes à un composant. L’idée d’utiliser des matériaux granulaires secs comme substituts de suspensions colloïdales mouillées y est exploitée pour aborder le phénomène de cristallisation. Des systèmes granulaires athermaux bidimensionnels sont alors exposés à un bruit mécanique extérieur conduisant à un mouvement de type brownien des grains. En utilisant des interactions interparticulaires répulsives via un champ magnétique externe imposé, on montre que la microstructure observée dans les suspensions colloïdales peut être retrouvée quantitativement à l’échelle macroscopique. A cette fin, des expériences sur des granulaires (réalisées au laboratoire GRASP à Liège) et sur des systèmes colloïdaux constitués de particules magnétiques ainsi que des simulations numériques sont effectuées et comparées. Un excellent accord pour toute la gamme de couplage dipolaire est obtenu pour les fonctions de distribution de paires ainsi que pour les fonctions de corrélation orientationnelles. Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour explorer efficacement et aisément les transitions de phase, la cristallisation, la nucléation, etc. dans des géométries confinées. Le second volet de cette thèse concerne les systèmes à deux composants. Des mélanges binaires constitués de particules pourvues de moments dipolaires similaires sont examinés. En utilisant des simulations Monte Carlo, une analyse structurale détaillée basée sur les fonctions de distribution de paires partielles et les clichés de microstructures est présentée pour un couplage dipolaire fort. Pour une composition équimolaire, la coexistence entre des super-réseaux triangulaires avec une stoechiométrie AB2 et A2B est mise en évidence, où A(B) dénote les grands (faibles) moments dipolaires. Ce résultat est en très bonne adéquation avec les prédictions théoriques à température nulle / This thesis deals with two-dimensional crystallization of dipolar particles. The first part of the manuscript treats one component systems. There, the idea of using excited dry granular media as substitutes of wet colloidal suspensions is exploited to tackle the problem of crystallization. Athermal two-dimensional granular systems are exposed to external mechanical noise leading to Brownian-like motion. Using tunable repulsive interparticle interaction via an external imposed magnetic field, it is shown that the same microstructure as that observed in colloidal suspensions can be quantitatively recovered at a macroscopic scale. To that end, experiments on granular (realized by the GRASP group in Liège) and colloidal systems made up of magnetized particles as well as computer simulations are performed and compared. Excellent agreement throughout the range of the dipolar coupling is found for the pair distribution as well as the bond-orientational correlation functions. This finding opens new ways to efficiently and very conveniently explore phase transitions, crystallization, nucleation, etc in confined geometries. The second part of this thesis addresses two component systems. Binary mixtures made up of particles carrying similar dipole moments are investigated. Using Monte Carlo simulations, a detailed structural analysis based on partial pair distribution functions and microstructure snapshots is presented for high dipolar coupling. At equimolar composition, the relevance of the coexistence of triangular superlattices with stoichiometry AB2 and A2B is revealed, with A(B) standing for the large(small) dipole moments. This finding is in excellent qualitative agreement with the zero temperature theoretical predictions

Publicación a texto completo no autorizada por el autor. / Aborda el estudio de una nueva tecnología para el aislamiento de aceites esenciales, que permite remover sus componentes volátiles de interés comercial. La materia prima de ensayo fue la semilla triturada de Schinus molle L. (SML), elegida por su alto contenido de aceite esencial (EO), su disponibilidad y una variedad de aplicaciones. El dispositivo experimental fue diseñado e implementado por el autor haciendo uso de materiales y dispositivos disponibles localmente. Los resultados remarcables indican que la tecnología de vapor (PST) aumenta en 45% el rendimiento alcanzado con arrastre de vapor (SST). En resumen, el estudio implica el modelado matemático de cada una de las tres etapas en las que fue dividido el proceso para su análisis, los que fueron validados a la luz de los datos experimentales utilizando herramientas estadísticas y de simulación, develando así una tecnología limpia de separación intensificada que puede sustituir exitosamente al clásico proceso de arrastre de vapor. / Tesis

Actuellement, la tuberculose (TB) est la deuxième maladie infectieuse au monde avec une forte prévalence et un taux de mortalité annuel élevé. L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a récemment dévoilé sa nouvelle stratégie, appelée «Mettre fin à la tuberculose», pour la prévention, le contrôle et l'éradication de cette maladie. Les résultats doivent mener à une éradication totale d'ici au 2035. Dans le cadre des objectifs spécifiques de cette stratégie, l'OMS a intégré la recherche de nouvelles connaissances et innovations scientifiques qui améliorent et augmentent l'efficacité des traitements qui sont utilisés contre cette maladie.Deux des stratégies pharmaceutiques qui ont été les plus étudiées pendant ces dernières années ayant comme objectif principal d'augmenter l'efficacité globale des régimes thérapeutiques utilisés dans la tuberculose comprennent: i) l'incorporation de médicaments antituberculeux de première et de seconde ligne dans des systèmes de libération contrôlé, en particulier les nanoparticules polymères (NP); et, ii) l'utilisation de produits naturels (par exemple, des extraits de plantes ou des composés isolés) comme adjuvants, c'est-à-dire des substances qui, lorsqu'elles sont administrées conjointement avec des médicaments existants, augmentent leur activité.Dans ce contexte, ce travail de recherche a conduit au développement de deux stratégies pour rendre le traitement de la tuberculose plus efficace. D'une part, on a proposé le développement d´une nanomédecine à base de NP biodégradables contenant un principe actif antituberculeux de deuxième ligne, la clofazimine (CFM). D´autre part, on a conçu le développement des systèmes adjuvants provenant d'extraits végétaux obtenus à partir de l´arbre Schinus molle, lesquels ont été aussi incorporés dans des NP (biodégradables et non biodégradables). Dans cette deuxième stratégie, l'objectif principal a été l'obtention de potentielles nanoformulations qui permettent une application sûre de ces extraits par diverses voies d'administration (p. ex. par voie intraveineuse, pulmonaire ou orale).Dans ce travail, le Chapitre I est une revue de la littérature sur l'étude des produits naturels (spécifiquement des extraits de plantes) qui ont été proposés comme des agents potentiellement antibactériens contre Mycobacterium tuberculosis [etc...] / Tuberculosis is a chronic infection located in the lungs during the early stages of this disease. The World Health Organization, annually, registers about 9 million new cases and 1.5 million deaths. In addition, the development of multi-drug resistant strains of Mycobacterium tuberculosis has complicated the global control of tuberculosis. An effective control for this epidemic can be based on two main pharmaceutical strategies. First, the development of novel formulations based on controlled release systems for antitubercular drugs which could be used for establishing more effective therapeutic schemes. A second approach can be focused on development of natural products nanoformulations (e.g. natural extracts) for their application as adjuvants for tuberculosis treatment. In this context, the present research work was focused on the design and development of a nanomedicine based on biodegradable nanoparticles and an antitubercular drug of second line (clofazimine). In addition, organic extracts obtained from Schinus molle were formulated into nanoparticles in order to use them as adjuvants in tuberculosis treatment. The characterization of the nanoformulations established a direct relationship between the physicochemical properties (i.e. particle size, surface charge and release profile) of the active-loaded polymeric nanoparticles (with drug or extract) and the increase of the antitubercular activity in vitro. Particularly, additional in vitro tests showed that nanoencapsulation of S. mole extract decreased their toxicity as compared to a non-encapsulated extract. In conclusion, nanoformulations loaded with clofazimine or extract of S. molle showed to have a high potential to be applied in efficient therapeutic schemes for tuberculosis treatment

Le but de cette thèse était tout d'abord d'étudier les théories physiques qui décrivent la dynamique des polymères à l'échelle macroscopique. Le modèle de Rouse et la théorie d'enchevêtrement de P-G. de Gennes décrivent la dynamique des polymères non enchevêtrés et enchevêtrés, respectivement. Nous avons étudié les différentes transitions entre ces deux régimes en utilisant deux techniques expérimentales : Spéctroscopie dielectrique large bande et rhéologie. Un test complet du modèle de Rouse à été effectué en comparant les prédictions de ce modèle pour la dépendance en fréquence de la permittivité diélectrique et du module de cisaillement aux données expérimentales. Les effets d'enchevêtrement sur les spectres diélectriques ont été discutés. Nous avons ensuite développé des méthodes basées sur la microscopie à force électrostatique afin d'étudier les propriétés diélectriques locales. En utilisant une simulation numérique basée sur la Méthode des Charges Equivalentes, nous avons quantifié la constante diélectrique à partir de la mesure du gradient de force crée par un potentiel statique entre une pointe et un diélectrique. Cette méthode permet d'imager la constante diélectrique avec une résolution spatial de 40 nm. Le retard de phase de la composante en 2 omega de la force ou du gradient de force crée par un voltage alternatif est relié aux pertes diélectriques. Nous avons développé un mode d'imagerie des pertes diélectriques. Cette méthode simple pourrait être appliqué en biologie ou matière molle en générale afin d'étudier des variations locales de constantes dielectriques.

Les méthodes classiques de physique de l'état solide telles que la diffraction des rayons X et la microscopie électronique ont permis la compréhension de la structure des membranes cellulaires. Aujourd'hui, leur composition et structure étant bien connues, les recherches se concentrent sur les processus actifs des membranes. Des processus tels que l'endocytose impliquent des modifications substantielles de la forme des membranes lipidiques, réalisées par des protéines induisant la courbure membranaire. L'une des méthodes expérimentales parmi les plus populaires est dite « TLM-pulling », où la membrane lipidique tubulaire (TLM) est formée à partir de la vésicule en tirant par une force externe. Des structures similaires relient les vésicules endocytiques aux compartiments du donneur et servent de canaux pour le transfert de matière dans la cellule et entre les cellules adjacentes, établissant ainsi une voie de communication intercellulaire. De tels systèmes formés in vitro en raison de leur simplicité et grande homogénéité peuvent être décrits avec précision par la physique théorique.Dans la première partie de la thèse, nous développons un modèle théorique de TLM, basé sur la mécanique classique et la thermodynamique, et l'appliquons aux expériences de « TLM-pulling » avec adsorption de protéines induisant la courbure. Le modèle tient compte de l'asymétrie de la bicouche lipidique, de la tension superficielle, de la force longitudinale appliquée au TLM et de la différence de pression dans le système. Nous modélisons l'action que les protéines exercent sur la TLM via des ensembles de forces normales à la surface de la membrane à l'équilibre mécanique. Cette nouvelle approche multipolaire permet de modéliser les interactions anisotropes, entre les protéines adsorbées à la membrane, qui sont induites par sa déformation. Notre théorie décrit les premiers stades de la formation des échafaudages protéiques, c-à-d la disposition caractéristique des protéines et leur grande affinité avec les extrémités de la TLM. Le comportement collectif des protéines induisant la courbure est extrêmement important pour effectuer des déformations à grande échelle des membranes au cours de processus tels que l'endo et l'exocytose, l'entrée du virus dans la cellule hôte ainsi que la formation et la sortie des virions. L'étude de ce dernier processus pourrait conduire au développement de nouvelles méthodes de traitement en virologie.La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude de l'aorte dorsale (DA) de l'embryon de poisson Danio-Rerio. On étudie l'évolution de la forme du DA pendant la transition endothélio-hématopoïétique (EHT). Le processus EHT conduit à l'extrusion des cellules souches/hématopoïétiques qui coloniseront en suite la moelle osseuse permettant l'hématopoïèse tout au long de la vie. Ce processus semble être universel et devrait s'appliquer aussi bien aux mammifères qu'aux oiseaux, ce qui fait de son étude un problème fondamental de l'embryologie.Le DA a une géométrie cylindrique et semblable aux TLM, mais en même temps, il est beaucoup plus gros que les tubes lipidiques, a un module de cisaillement non nul et est incorporé dans la matrice des tissus environnants : un système beaucoup plus complexe du point de vue mécanique. Nous relions les changements globaux de forme de l'aorte pendant l'EHT aux principes génériques de la mécanique et montrons que les instabilités mécaniques conduisant à l'évolution de la forme de l'aorte sont invoquées par des stress résultant des inhomogénéités de croissance et de l'interaction avec les tissus environnants. Sur la base de l'analyse théorique et des données en microscopie confocale 4D, nous proposons un schéma détaillé du processus et postulons que les instabilités mécaniques préparent l'ensemble du processus EHT avant son contrôle génétique spécifique, suggérant un mécanisme universel et auto-organisé du processus de réorganisation collective des tissus dans les organismes en croissance. / Applications of classical solid state physics methods such as X-ray diffraction analysis and electron microscopy allowed making a giant step in understanding of cellular membranes’ structure. Today since their composition and structure are well known, the focus of research has shifted to active processes involving cell membranes. As we know, such processes as endocytosis involve substantial shape changes of cell membranes, which are performed by curvature-inducing proteins. One of the most popular methods to study how these proteins interact with lipid membranes and each other is TLM-pulling experiment, where tubular lipid membrane (TLM) is formed from the vesicle by pulling. Similar structures connect endocytic vesicles with the donor compartments and serve as channels for the matter transfer within the cell and between adjacent cells establishing cell-to-cell communication pathway. Such systems formed in vitro due to their simplicity and high homogeneity can be accurately described by the means of theoretical physics.In the first part of the present thesis, we develop a theoretical model of the TLM pulled out of the vesicle on the basis of classical mechanics and thermodynamics and apply it to the TLM-pulling experiments with curvature-inducing proteins adsorption. The developed model takes into account asymmetry of the lipid bilayer, surface tension, longitudinal force applied to the TLM and pressure difference in the system. We model the action that proteins exert on TLM via sets of forces normal to the membrane’s surface and satisfying conditions of mechanical equilibrium. This novel force multipole approach allows us to model anisotropic interactions between proteins adsorbed at the membrane surface that are induced by the membrane deformation. Our theory describes early stages of protein scaffolds formation i.e. characteristic arrangement of proteins and their high affinity to the membrane ends. Collective behavior of curvature-inducing proteins is extremely important for performing large scale deformations of lipid membranes during such processes as endo and exocytosis, virus entry in the host cell as well as formation and exit of daughter virions later on. Studying of the latter process can possibly lead to the development of fundamentally new methods of viral disease treatment.The second part of the thesis is devoted to the study of zebrafish embryo’s dorsal aorta (DA). It focuses on DA’s shape evolution during the Endothelio-Haematopoietic Transition (EHT). The EHT process leads to the extrusion of haematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs) which will later on colonize haematopoietic organs allowing haematopoiesis throughout adult life. This process seems to be universal and should also apply for both mammals and birds, which makes its investigation a fundamental problem of embryology.DA has a cylindrical geometry that makes it similar to the TLM’s, however at the same time DA is much bigger than lipid tubes, has a non-zero share modulus and is embedded in the matrix of surrounding tissues, which makes it a much more complex system from the mechanical perspective. We relate the global shape changes of the aorta during EHT to generic principles of mechanics and show that mechanical instabilities leading to the aorta shape evolution are invoked by different stresses resulting from the growth inhomogeneities and interaction with surrounding tissues. Based on the performed theoretical analysis and the data obtained with a help of 4D confocal microscopy we propose a detailed scheme of the process and postulate that mechanical instabilities prepare and support the whole EHT process prior to its specific genetic control. Our interpretation suggests a universal and self-organized mechanism underlying collective tissue reorganization processes in the growing organisms such as EHT.