L’hydrolyse de l’hémoglobine bovine par la pepsine peut être considérée comme une voie importante d’obtention de peptides antimicrobiens face à l’émergence des résistances bactériennes aux divers antibiotiques. Des alcools connus comme des solvants structurants ont été utilisés afin d’aboutir à une hydrolyse ménagée de l’hémoglobine par la pepsine. Le méthanol, l’éthanol, le propanol, le butanol ou le trifluoroéthanol ont été utilisés en vue de préserver ou d’induire de nouvelles modifications structurales de l’hémoglobine. L’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine en milieu hydroalcoolique a aboutit à un mélange peptidique moins complexe majoritairement composé de peptides intermédiaires à activité antimicrobienne. L’étude des variations structurales a été réalisée par dichroïsme circulaire, spectrofluorimétrie et spectrophotométrie UV-visible. L’utilisation de 10% de TFE a permis l’obtention d’un hydrolysat moins complexe riche en peptides intermédiaires hydrophobes mais à concentration faible. La présence de 40% de méthanol, 30% d’éthanol, 20% de propanol ou de 10% de butanol a amélioré cette concentration. Ces alcools ont rendu plus spécifique l’activité de l’enzyme par une augmentation de l’hydrolyse préférentiellement en position C-terminale des leucines. Ils ont également rendu accessible le coeur hydrophobe de l’hémoglobine permettant ainsi d’obtenir une nouvelle famille peptidique: la famille α 67-106. Cette famille a montré une activité antimicrobienne vis-à-vis de quatre souches bactériennes (CMI: 35,2-187,1 μM) et une activité antihypertensive potentielle par sa capacité d’inhibition de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (CI50: 42,55-1095 μM). / In view of the emergence of resistant bacteria, hydrolysis of bovine hemoglobin by pepsin can be considered as an important way for the obtaining of antimicrobial peptides. Known alcohols as structural solvents were used to lead to a limited hydrolysis of bovine hemoglobin. Methanol, ethanol, propanol, butanol, or trifluoroethanol were used in order to preserve or induce further structural changes of hemoglobin. Peptic hydrolysis of hemoglobin in hydroalcoholic solution has permitted to obtain less complex hydrolysate mainly composed of intermediate antimicrobial peptides. Structural changes of proteins were investigated using spectroscopic methods, such as, UV-visible spectophotometry, fluorescence spectroscopy and circular dichroïsm. Use of 10% TFE was allowed to less complex hydrolysate, containing intermediate hydrophobic peptides. Neverless, concentration of these peptides was low. Use of 40% methanol, 30% ethanol, 20% propanol or 10% butanol has improved this concentration. These alcohols have induced and increased more specific activity of pepsin, located preferentially in C-terminal position of leucine. They have also made available the hydrophobic core of hemoglobin allowing to a new peptide family: 67-106 α family. This family showed antimicrobial activity against four bacterial strains (MIC: 35.2-187.1 μM) and displayed at the same time ACE inhibitory activity (IC50: 42.55-1095 μM).

La vie en société présente des avantages écologiques et évolutifs, mais augmente les risques de transmission de pathogènes. Pour faire face à ce problème, les insectes sociaux ont développé plusieurs mécanismes de défenses comportementales et physiologiques, et en plus utilisé la protection fournie par des organismes tiers. C’est ainsi que des abeilles et des fourmis se servent de substances antimicrobiennes d’origine végétale ou des fourmis possèdent des bactéries productrices d’antibiotiques. La fourmi est un insecte qui, par définition, ne peut vivre que dans sa société avec des congénères avec lesquels elle entretient des relations nombreuses comme des léchages interindividuels et des échanges en bouche à bouche (appelés trophallaxies). Dans la première partie de la thèse, nous avons étudié les altérations comportementales des ouvrières de la fourmi Camponotus fellah après le déclenchement d’une réaction immunitaire. Nous avons posé l’hypothèse que si les relations sociales sont aussi coûteuses que les défenses immunitaires physiologiques, l’individu devrait être confronté à un choix : où investir son énergie ? Au contraire, suite à une réaction immunitaire les fourmis ont augmenté leur taux de trophallaxie et aucun signe d’isolement de l’ouvrière malade ne fut observé. Ce résultat met en évidence l’importance des relations sociales pour la guérison de l’individu et qui peuvent même avoir une fonction prophylactique. La deuxième partie a été consacrée à l’étude d’un endosymbiote primaire de C. fellah, une bactérie du genre Blochmannia. Cet endosymbiote a un rôle nutritif qui a été déjà montré chez d’autres espèces de Camponotus. Nous avons envisagé qu’il ait aussi d’autres fonctions comme : favoriser le système immunitaire de la fourmi, favoriser le développement des nouvelles colonies et participer à la formation d’odeur coloniale. Nous avons d’abord décrit cette nouvelle bactérie par des techniques de biologie moléculaire. Ensuite, nous avons pu montrer qu’elle favorise la réponse immunitaire des fourmis en augmentant l’encapsulation de particules étrangères. Elle contribue à une plus grande production de larves, aboutissant à une plus grande quantité d’ouvrières. Nous n’avons pas mis en évidence de lien entre la quantité de bactéries et celle d’hydrocarbures cuticulaires, bien que leur élimination par un antibiotique entraînait une surproduction de ces hydrocarbures, probablement une réponse liée au stress. Plus généralement, ces travaux montrent de nouvelles fonctions des endosymbiotes, qui ont probablement contribué au succès écologique de ce groupe de fourmis hautement diversifié et très répandu. / The colonial lifestyle has ecological and evolutionary advantages, but it increases the risks of pathogen transmission. To minimize this problem, social insects have developed several behavioural and physiological defence mechanisms, including using protection provided by other organisms. Bees and ants utilize antimicrobial substances of vegetable origin and ants harbour antibiotics-producing bacteria to control parasites. Ants are insects that cannot live without their nestmates with which they maintain many interactions, such as grooming and trophallaxis. In the first part of this thesis, we studied the behavioural alterations in workers of the ant Camponotus fellah after mounting an immune response. We hypothesized that if social interactions and physiological immune responses are expensive, individual workers should be forced to choose where to invest energy. In fact, after mounting an immune response, the workers increased their trophallaxis rate and no sign of avoidance by nestmates was observed. This result highlights the importance of social relations for individual cure and prophylactic mechanisms. In the second part, we studied the primary endosymbiont of C. fellah, a bacterium of Blochmannia genus. This bacterium plays a role in ant nutrition, a function already demonstrated in other Camponotus species. We considered the possibility that the importance of this association is not exclusively nutritional. The bacterium might improve the host immune system and increase the development rate of incipient colonies. Indeed, it might be involved in colony odour formation. The first step was to describe formally this new bacterium with molecular biology techniques. Next, we showed that it improves the host immune response by increasing the encapsulation rate against foreign particles. It increases host larvae production and the number of adult workers. Though we did not find a relation between the number of bacteria and the amount of cuticular hydrocarbons, when the bacteria was eliminated with antibiotics, cuticular hydrocarbons were overproduced, which could be interpreted as a stress response. This work highlights new functions of Blochmannia endosymbionts in their association with the ants. The bacterium likely contributed to the ecological success of Camponotus ants, a globally widespread genus.

Le cruor bovin, déchet des abattoirs, est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides antimicrobiens après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif de cette thèse est de proposer une stratégie de valorisation de ce co-produit en produisant, séparant puis appliquant comme conservateur naturel de la viande un peptide antimicrobien : l’α137-141. L’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine bovine purifiée a été validée sur le cruor (pH 3.5, 23°C, E/S = 1/11) et a permis de produire rapidement l’α137-141 selon un mécanisme zipper. L’hydrolyse enzymatique a également été réalisée à hautes concentrations en hémoglobine (1, 2, 5 et 8%, p/p), permettant de produire l’α137-141 à grande échelle.La séparation de l’α137-141 par électrodialyse couplée avec une membrane d’ultrafiltration (EDUF) a ensuite été effectuée selon plusieurs degrés d’hydrolyse, mettant en avant que celui de 5% était le plus favorable à l’enrichissement de l’α137-141. Pour augmenter sa pureté, le maintien du pH au sein de l’EDUF a permis à pH 9 d’enrichir l’α137-141 d’un facteur 75. Afin de valoriser au mieux le co-produit, la concentration peptidique a ensuite été augmentée jusqu’à 8% (p/p), permettant de récupérer jusqu’à 4 fois plus d’α137-141. Cette dernière fraction a montré une activité conservatrice de la viande hachée luttant contre le rancissement et la prolifération des bactéries, moisissures et levures jusqu’à 14 jours à 4°C, d’une manière aussi efficace que l’hydroxytoluène butylé (BHT), conservateur synthétique, prouvant que les fractions d’EDUF enrichies en α137-141 sont de prometteurs conservateurs naturels de la viande et dérivées. / Bovine cruor, a slaughterhouse by-product, is mainly composed by hemoglobin which is a rich source of antimicrobial peptides obtained by pepsic hydrolysis. The goal of this thesis is to valorize cruor by producing, separating and applying an antimicrobial peptide (α137-141) as a natural preservative on meat. Cruor hydrolysis showed the same enzymatic mechanism zipper and the same peptide production as observed during purified hemoglobin hydrolysis with the used parameters (pH 3.5, 23°C, E/S = 1/11). Hydrolysis produced rapidly the α137-141 and was carried out at high hemoglobin concentrations (1, 2, 5 and 8% w/v). Several hydrolysis degrees (DH) were investigated on the selective α137-141 separation by electrodialysis with ultrafiltration membranes (EDUF). The results showed that the most appropriated DH was of 5% to enrich fractions in α137-141. After that, the increase of α137-141 purity was studied by pH controlling. The best control was at pH 9 with a α137-141 purity increase of 75-folds. Then, the increase of feed peptide concentration (from 1 to 8% w/v) was studied on the α137-141 recovery to obtain the best by-product valorization. The 8% feed peptide concentration allowed a recovered concentration increase of 4-folds. This fraction was applied on meat as preservative and showed powerful antimicrobial effects against bacteria, yeasts and molds during 14 days under 4°C and a reduction of lipid oxidation to protect meat against rancidity. These effects were close to those of butylated hydroxytoluene (BHT), known to protect food, and showed that the fractions enrich in α137-141 by EDUF would be promising and natural preservative to protect meat and its derivatives.

A la différence des mammifères le système nerveux central (SNC) de la sangsue médicinale, possède la faculté de régénérer ses neurites et ses connexions synaptiques suite à une lésion. Notre équipe a démontré que ce processus de régénération était favorisé par une infection bactérienne contrôlée. Le premier axe de ma thèse fut d’étudier le lien entre, l'activation de la réponse neuroimmunitaire et le processus de régénération, par l’étude de trois effecteurs récemment caractérisés au sein de la chaîne nerveuse de sangsue: deux peptides antimicrobiens (PAMs) (l’Hm-lumbricine et la neuromacine) et une cytokine-like, nommée Hm-EMAP II. Les résultats obtenus démontrent pour la première fois (i) une synthèse neuronale de PAMs possedant une activité neurotrophique en plus de leur activité antimicrobienne et (ii) l’effet chimiottractant d’EMAP II vis-à-vis des cellules microgliales humaines et de sangsue, donnant pour la première fois une fonction à cette cytokine dans le SNC humain. En effet, même si EMAP II est décrit comme un marqueur de réactivité des cellules microgliales du cerveau humain lésé, sa fonction dans cet organe n'a pas encore été élucidée. Le contact étroit entre le sang et la chaîne nerveuse nous a conduits dans un second temps, à explorer la participation de ce liquide biologique dans la réparation neuronale de notre modèle. Nos données montrent, qu’en plus d'exercer des fonctions immunitaires périphériques, le sang de sangsue optimise la réparation du SNC, par la libération de substances neurotrophiques. Les cellules sanguines s’avèrent également capables d’infiltrer le site de lésion où, en coopération avec les cellules microgliales, elles limitent la formation d'un manchon cicatriciel. Chez les mammifères, les blessures du SNC conduisent à la mise en place d'une cicatrice gliale, qui bloque le mécanisme de régénération en empêchant la repousse axonale du SNC. Les résultats présentés ici constituent la première description d’une fonction neuro-immunitaire des cellules sanguines chez un invertébré. L'ensemble de ces données présentent le SNC de sangsue comme un modèle intéressant pour étudier le lien entre immunité et réparation neuronale. / Following trauma, the central nervous system (CNS) of the medicinal leech, unlike the mammalian CNS, has a strong capacity to regenerate neurites and synaptic connections that restore normal function. Our team demonstrated that this regenerative process is enhanced by a controlled bacterial infection. As a first step of my PhD, the interaction between the activation of a neuroimmune response and the process of regeneration were explored by studying the role of three effectors newly characterized from the leech nerve cord: two antimicrobial peptides (AMPs) (Hm lumbricin and neuromacin) and one cytokine-like named Hm-EMAPII. Altogether the obtained results allowed reporting for the first time (i) the neuronal synthesis associated with a neurotrophic effect of AMPs and (ii) the ability of EMAPII to exert chemoattractant effect towards both leech and human microglial cells giving a function to this cytokine in the human SNC. Indeed, even if EMAPII is described as a marker of microglial cell reactivity in injured human brain, its function in the neural immunity has not been yet elucidated. As a second step of my PhD, the close contact of the blood with the nerve cord conducted us to explore the participation of blood in neural repair in our model. Our data evidenced that in addition of exerting peripheral immune functions, leech blood optimizes CNS neural repair through the release of neurotrophic substances. Circulating blood cells appeared also able to infiltrate the injured CNS where, in conjunction with microglia, they limit the formation of a scar. In mammals, CNS injury conducts to the generation of a glial scar that blocks the mechanism of regeneration by preventing axonal regrowth. The results presented here constitute the first description of neuroimmune functions of invertebrate blood cells. Altogether these studies introduce the leech CNS as an interesting model for studying the implication of immune molecules in neural repair.

Les plaques amyloïdes sont l’une des principales caractéristiques pathologiques de la maladie d’Alzheimer (MA). Elles sont composées de peptides amyloïdes-β (Aβ) 1-40 et 1-42 fibrillaires et ont été décrites comme responsable de la réponse inflammatoire et de la neurodégénérescence. L’Herpès simplex virus 1 (HSV-1) a été impliqué comme facteur de risque de la MA et retrouvé à l’intérieur des plaques amyloïdes. Des données récentes suggèrent que les peptides Aβ possèdent une activité antimicrobienne et antivirale in vitro. La première partie des travaux décrits dans cette thèse concerne l’étude du rôle antiviral des peptides Aβ contre les virus HSV-1. Pour cela, des cellules fibroblastiques, épithéliales et neuronales ont été exposées aux peptides Aβ40 et Aβ42 et infectées avec le virus HSV-1. L’analyse quantitative par PCR a montré que les peptides Aβ40 et Aβ42 inhibent la réplication des virus HSV-1, qui possèdent une enveloppe mais n’inhibent pas l’infection par les adénovirus-5 qui n’en possèdent pas. Nos résultats ont aussi montré que les peptides interagissent directement avec les virus HSV-1 dans un modèle acellulaire et inhibent leur entrée dans les cellules. Dans une deuxième partie de l’étude, nous avons utilisé un modèle de cocultures de lignées cellulaires de neuroblastomes (H4) et microgliales (U118-MG) en tant que modèle minimal in vitro afin de déterminer si les cellules H4 produisent des peptides Aβ et si cette production induit une protection antivirale contre le virus HSV-1. Les résultats ont montré que les cellules H4 sécrètent Aβ42 en réponse à une infection par les virus HSV-1 et que les cellules U118-MG internalisent le peptide Aβ42. De plus, le peptide Aβ42 exogène induit une forte production de cytokines pro-inflammatoires mais l’infection des cellules par les virus HSV-1 n’augmente pas significativement cette production. Par ailleurs, la protection antivirale du peptide Aβ42 a été confirmée lors d’expériences de transferts impliquant des milieux de cultures conditionnés provenant de cellules H4 infectées par le virus HSV-1. Ces milieux confèrent une protection Aβ-dépendante, contre les infections par les virus HSV-1 dans des essais de nouvelles cultures de cellules H4. Dans le but de mettre en évidence le mécanisme responsable de l’effet antiviral des peptides Aβ, nous avons proposé que l’homologie de séquence entre les peptides Aβ et la région proximale transmembranaire de la glycoprotéine de fusion B (gB) du virus HSV-1 pourrait être responsable de l’interférence des peptides Aβ avec la réplication des virus HSV-1 en s’insérant dans l’enveloppe externe des virus. Cette explication a été appuyée par des expériences de FRET. Les résultats ont montré que l’interaction peptide Aβ42 et gB-GFP implique une distance de 10 nm ou moins, suggérant que le peptide Aβ42 peut s’insérer dans l’enveloppe virale. L’ensemble de nos données suggère qu’une production de peptides Aβ par les neurones pourrait les protéger lors d’une infection par les virus HSV-1 latents et, contre d’autres pathogènes. Par contre, une surproduction pourrait contribuer à la formation des plaques amyloïdes, expliquant ainsi pourquoi les infections ont un rôle dans la pathogénicité de la forme sporadique de la MA.

La multiplication des résistances aux antibiotiques constitue une grave menace qui nécessite de nouvelles stratégies antimicrobiennes. Le but de ce travail est d'étudier le potentiel des nanocapsules lipidiques (NCLs) pour l'administration de peptides antimicrobiens (PAMs). Les premiers travaux ont porté sur le développement et l'optimisation de NCLs chargées en PAMs. Différentes stratégies d’association ont été testé (adsorption à la surface ou encapsulation dans le coeur de NCLs). Les résultats ont démontré une efficacité d'association comprise entre 20 et 40%, lorsque les peptides sont adsorbés à la surface et plus de 80%,lorsqu’ils sont encapsulés. La deuxième partie s’est concentrée sur l'évaluation de l’activité des complexes PAMs et NCLs ainsi que leur stabilité vis-à-vis des protéases. Les résultats ont montré que l'adsorption entraîne une potentialisation de l'activité antimicrobienne des PAMs, associée à une protection partielle contre la dégradation enzymatique. Inversement, l’encapsulation des PAMs montre une meilleure stabilité aux enzymes, corrélée à une efficacité d'encapsulation supérieure sans amélioration de l'activité antimicrobienne in vitro. Dans une troisième partie, les mécanismes impliqués dans les interactions LNC/PAM ainsi que l'interaction du complexe avec un modèle de membrane bactérienne ont été étudiés. Il a été montré que la structure et la flexibilité des PAMs aux interfaces solide-liquide gouverneraient l'adsorption des peptides à la surface des NCLs, entrainant un changement de leur comportement avec les membranes bactériennes. L’ensemble de ces résultats démontre le potentiel prometteur des NCLs en tant que vecteur de PAMs. / The rapid increase in drug-resistant infections presents an acute problem in the healthcare sector, generating interest in novel antimicrobial strategies. The aim of this work is to explore the potential of lipid nanocapsules (LNCs) for Antimicrobial peptides (AMPs) delivery. Firstly, the experiments were focused on the development and optimization of AMP-loaded LNCs. Different strategies were investigated to deliver AA230,LL37 and DPK060 using LNCs (peptides adsorption atthe surface or encapsulated in the core of modified LNCs). The results demonstrated an association efficiency of 20 to 40%, when peptide is adsorbed, and over 80% encapsulation efficiency, when peptides are encapsulated. The second part concerned the study ofthe influence of peptides loading on their activity and stability against proteases. The results showed that peptides adsorption induced a potentiation of the antimicrobial activity of the native peptides, with a partial protection against proteolytic degradation. Conversely, peptides encapsulation allowed better peptide stability, correlated with higher encapsulation efficiencies and a preservation of the in vitro antimicrobial activity. In a third part, the mechanisms involved in LNC/AMP interactions and the complex interaction with model bacterial membrane have been evaluated. It has shown that structure and flexibility at solid-liquid interfaces govern peptide adsorption on the surface of the LNCs, which in turn is expected to change LNCs properties and interaction with bacterial membranes. Taken together, these results demonstrate the potential of LNCto deliver AMPs as an alternative anti-infective therapy.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont des affections immuno-inflammatoires chroniques qui sont liées à de nombreux facteurs de risque. Les défensines et les cathélicidines sont des peptides antimicrobiens considérés comme des effecteurs clés de l'immunité innée, mais aussi des réponses inflammatoires. Il a été postulé que ces peptides sont impliqués dans le développement de l'athérosclérose. Afin de vérifier cette hypothèse, nous avons étudié l'expression des gènes de la cathélicidine LL-37 et des défensines-a DEFA1-3 dans les cellules mononuclées du sang périphérique (PBMCs) dans la cohorte Stanislas. Nous avons démontré que l'expression des ARNm de ces gènes est significativement corrélée avec les indicateurs de risque des MCV, à savoir l'obésité, la pression artérielle, les taux circulants des triglycérides et du glucose, l'hypo-HDL-C et les leucocytes. De plus, des taux élevés des ARNm de ces gènes sont associés au syndrome métabolique. Nous avons aussi démontré que l'expression des gènes des DEFA1-3 et de LL-37 est corrélée avec celle du récepteur chimio-attractant FPR et que le génotype TT du polymorphisme FPR1 c.32C>T est associé à une diminution des taux circulants de la E-sélectine, suggérant que ces peptides pourraient agir via FPR et que le polymorphisme c.32C>T affecte la fonction endothéliale. Enfin, nos études in vitro ont montré que l'expression des gènes des DEFA1-3 et de CRAMP, cathélicidine de la souris, est modulée par le glucose et l'insuline, respectivement dans les neutrophiles HL-60 et les adipocytes 3T3-L1. L'ensemble de ces études suggère que les DEFA1-3 et LL-37 pourraient constituer un lien entre le système immunitaire inné et le risque des MCV et du syndrome métabolique. / Multiple risk factors for atherosclerosis and cardiovascular diseases (CVD) act in a synergistic way through inflammatory pathways. Most of CVD risk factors stimulate the release of inflammatory mediators. Defensins and cathelicidins are antimicrobial peptides (AMPs) produced mainly by inflammatory cells. Beside their role in host defense, AMPs are also considered as effectors of inflammatory responses. They have been suggested to play a role in atherosclerosis. To verify this hypothesis, we studied a-defensins DEFA1-3 and cathelicidin LL-37 in a sample of the STANISLAS cohort. We demonstrated that mRNA levels of LL-37 and DEFA1-3 genes in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of studied subjects are significantly correlated with indicators of obesity, blood pressure, circulating triglycerides and fasting glucose levels, hypo-HDL-C, and leukocytes counts suggesting a role of these genes in CVD. Further analysis revealed that high expression of these genes might be associated with metabolic syndrome. We also showed that expression of LL-37 and DEFA1-3 genes was positively associated with that of FPR receptor gene and that the TT genotype of FPR1 c.32C>T/I11T polymorphism was significantly associated with decreased levels of soluble E-selectin suggesting that these peptides may act through this receptor and such a polymorphism may has an impact on endothelial cells function. In an in vitro model, we found that glucose and insulin modulate the expression of DEFA1-3 and CRAMP cathelicidin genes in human HL-60 neutrophils and mouse 3T3-L1 adipocytes cell lines, respectively. Together, our studies demonstrated that DEFA1-3 and LL-37 could be a potential link between innate immunity and CVD and metabolic syndrome.

Les systèmes de communication chimique constituent un élément indispensable dans l'établissement des relations intra- ou inter-espèces en milieu marin, tissant un réseau de relations entre individus, au sein d'un écosystème. Les invertébrés dépourvus de système immunitaire à mémoire et au mode de vie sessile produisent des métabolites bioactifs jouant un rôle essentiel dans la réponse aux pressions environnementales telles que la prédation et la défense vis-à-vis d'autres organismes potentiellement pathogènes. L'objectif de ces travaux a été d'identifier la présence de peptides antimicrobiens chez des mollusques bivalves et des gastéropodes d'importance commerciale. Ainsi, la recherche de molécules de défense antimicrobiennes de nature peptidique a été conduite dans des extraits acides des mollusques bivalves, Cerastoderma edule, Ruditapes philippinarum, Ostrea edulis et gastéropodes, Buccinum undatum, Littorina littorea et Crepidula fornicata, ainsi qu'à partir de l'hémolymphe de Crassostrea gigas. Les extraits ont été pré-purifiés par extraction sur phase solide C18 (SPE) et l'élution a été réalisée par 3 paliers successifs de 10%, 40% et 80% d'ACN-0,1% TFA. L'activité antibactérienne a été évaluée via la détermination de la CMI sur un ensemble de bactéries à Gram+ et à Gram- ; et l'activité antivirale a été déterminée in vitro sur le modèle virus Herpes simplex type 1/cellules Vero via la viabilité cellulaire. Les espèces C. edule, L. littorea et C. gigas se sont révélées être les espèces les plus efficaces et non cytotoxiques. Une caractérisation partielle de l'activité détectée chez ces espèces a permis de déterminer la nature peptidique des molécules actives. La purification des peptides antimicrobiens a été conduite sur l'hémolymphe de C. gigas et a permis l'identification d'un peptide dont la structure de type lantibiotique laisse présager une origine bactérienne. L'hypothèse d'une association entre C. gigas et des bactéries nous a conduit, à partir de cultures d'huîtres non axéniques, à rechercher des bactéries antagonistes dans l'hémolymphe et a permis d'isoler 2 Vibrio spp. et 3 Pseudoalteromonas spp. A partir de la bactérie Pseudoalteromonas spp. souche hCg 5, un composé actif a été partiellement caractérisé. L'ensemble de ces résultats suggère que les bactéries associées au système immunitaire pourraient jouer un rôle essentiel dans la défense des bivalves.

Lors de pathologies pulmonaires inflammatoires chroniques comme la mucoviscidose ou la BPCO, le déséquilibre de la balance protéases/antiprotéases aboutit à la dégradation du tissu pulmonaire et à l’inactivation des défenses antimicrobiennes. Les cathepsines à cystéine participent à l’inactivation protéolytique de peptides et protéines antimicrobiens (PAMs) pulmonaires comme le SLPI, la lactoferrine, et les β-défensines HBD-2 et -3 lors de l’emphysème ou de la mucoviscidose. Lors de cette thèse, nous avons étudié la capacité des cathepsines à cystéine B, K, L et S à hydrolyser le peptide LL-37, qui est un PAM important dans l’immunité innée pulmonaire. Seules les cathepsines K et S clivent le LL-37 et inactivent efficacement son activité antimicrobienne. A l’inverse, le LL-37 est un inhibiteur compétitif de la cathepsine L. D’autre part, l’expression pulmonaire de la cathepsine S est fortement augmentée chez les individus fumeurs atteints ou non de BPCO. La fumée de cigarette qui est une source importante de stress oxydatif induit une augmentation significative de l'expression et l'activité de la cathepsine S. Malgré un environnement oxydatif non favorable à l'activité des cathepsines, la cathepsine S parvient à hydrolyser le peptide LL-37 et pourrait ainsi augmenter le risque d’exacerbation lors de la BPCO. / During chronic inflammatory lung diseases like cystic fibrosis or COPD, proteases/antiproteases imbalance leads to pulmonary tissue degradation and compromise antimicrobial barrier. Cysteine cathepsins are involved in the proteolytic inactivation of several lung antimicrobial peptides (AMPs) such as SLPI, lactoferrin and β- defensins -2 and -3 during emphysema or cystic fibrosis. During this thesis, we studied the ability of cathepsins B, K, L and S to degrade LL-37, which is an important AMP in lung immunity. Only cathepsins K and S degrade readily LL-37 and inactivate its antimicrobial property. Conversely, LL-37 is a competitive inhibitor of cathepsin L. Beside, lung expression of human cathepsin S is significantly increased in smokers with or without COPD compared to non-smokers. Cigarette smoke that is a major source of oxidative stress significantly increases the expression and activity of cathepsin S. Despite an unfavorable oxidative environment, cathepsin S retains its proteolytic activity toward LL-37 and thus could participate to COPD exacerbation.

Les peptides antimicrobiens sont des éléments clés des mécanismes d'immunité innée développés pour combattre les microorganismes. Parmi ceux-ci, il y a les peptides antifongiques dont l'un, la mytimycine (MytM), avait été partiellement décrite chez la moule Mytilus edulis. Les buts de cette thèse consistaient en la caractérisation complète de la MytM chez M. edulis et chez M. galloprovincialis, ainsi qu'en la compréhension du rôle de ce peptide dans l'immunité de la moule. Les résultats montrent (i) une diversité des séquences nucléotides et en acides aminés en fonction de l'origine géographique des moules, résultant probablement d'une adaptation aux conditions environnementales; (ii) que 2 gènes différents codant la MytM sont simultanément présents dans le génome d'une même moule; (iii) que le niveau d'expression du gène de la MytM dépend de la nature du stimulus, suggérant l'existence de processus de reconnaissance spécifiques; et (iv) que le niveau d'expression du gène de la MytM varie d'une moule à l'autre. En conclusion, la MytM joue un rôle essentiel et spécifique chez la moule. Les données apportées par cette thèse enrichissent notre connaissance sur l'immunité innée des invertébrés. / Antimicrobial peptides are crucial elements of the innate immune mechanisms developed to fight microorganisms. Among them are antifungal peptides from which one, named mytimycin (MytM), had been partially reported in the blue mussel, Mytilus edulis. The purposes of this thesis were to fully characterize MytM in M. edulis and M. galloprovincialis and to understand how this peptide participates in mussel immunity. Results showed (i) the diversity of MytM mRNA and translated amino acid sequences according to geographic origin of mussels, probably resulting from adaptation to their environments; (ii) that 2 different MytM genes are simultaneously present in the genome of the same individual mussel; (iii) that expression level of MytM gene depends on the nature of the challenge, suggesting specific recognition processes; and (iv) MytM expression level was different from one mussel to another. In conclusion, MytM appeared to play a prominent and specific role in mussels. The advancement of our works added new data to the knowledge of innate immunity in invertebrates.